CN114759804A - 一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法 - Google Patents

一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114759804A
CN114759804A CN202210412415.4A CN202210412415A CN114759804A CN 114759804 A CN114759804 A CN 114759804A CN 202210412415 A CN202210412415 A CN 202210412415A CN 114759804 A CN114759804 A CN 114759804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
type
current
decoupling
spwm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210412415.4A
Other languages
English (en)
Inventor
闫朝阳
姜汉朝
奚子伟
胡齐贤
刘文华
赵丁选
张祝新
李延
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN202210412415.4A priority Critical patent/CN114759804A/zh
Publication of CN114759804A publication Critical patent/CN114759804A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，属于电力电子功率变换器调制领域，包括三相SPWM型解结耦方案及三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略；三相SPWM型解结耦方案是采用三相SPWM生成解结耦信号，使其对双向开关管桥臂进行电流型高频解耦控制，从而在任意时刻电流型三相半桥直接型矩阵变换器解耦为两组传统的电流型变换器；采用12扇区划分的电流型单极性SVM控制解耦等效的电流型变换器；在阻感性负载下，三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略解决了电路的换流问题。本发明实现了电流型三相半桥直接型矩阵变换器拓扑中每组双向开关管半桥臂的高频切换及输出正弦电压或电流。

Description

一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子功率变换器调制控制技术领域，尤其是一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法。
背景技术
直接型矩阵式变换器被称为“万能变换器”，理论上可直接实现输入输出相数相同或不同。其中输入三相电压输出三相电压的电流型三相半桥直接型变换器较为常用，是一种输入某一幅值、频率的正弦交流电能转换成不同幅值、不同频率正弦交流电能的变换器，具有输入功率因数可调、输入电流正弦、能量双向流动、功率密度高等优点。
但是电流型三相半桥直接型变换器开关数目多，且双向开关管采用背靠背连接的方式，因而大多数控制方案设计复杂，实现难度较大。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，使得变换器的控制更加简单灵活，增强变换器对负载的适应能力，功率开关器件电压应力较低，变换器能够实现输入三相交流电到输出三相交流电的变换形式。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，电流型三相半桥直接型矩阵变换器的电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、三组三相半桥臂结构和三相负载，所述输入电源采用三相电源，三相负载为对称的阻感性负载且采用星型连接形式，输入滤波器为三相LC型结构，每组三相半桥臂结构由3对双向开关管构成，所述混合控制方法包括三相SPWM型解结耦方案及三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略；三相SPWM型解结耦方案是采用三相SPWM生成解结耦信号，使其对三相半桥臂结构进行电流型高频解耦控制，从而在任意时刻电流型三相半桥直接型矩阵变换器解耦为两组传统的电流型变换器；采用12扇区划分的电流型单极性SVM控制解耦等效的电流型变换器；在阻感性负载下，三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略有效地解决了电路的换流问题，电流型三相半桥直接型矩阵变换器能够变频输出交流电压和正弦电流。
本发明技术方案的进一步改进在于：
所述输入电源为三相电网电压ea、eb、ec，三相电网电压ea、eb、ec采用星型连接形式；三相LC型滤波器由第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3构成；第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的一端分别与三相电网电压ea、eb、ec连接，另一端分别和星型连接的三相电容C1、C2、C3以及三组三相半桥臂结构连接；
所述三组三相半桥臂结构包括A组三相半桥臂结构、B组三相半桥臂结构和C组三相半桥臂结构；A组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahA和SnalA、背靠背连接的单向开关管SpbhA和SnblA、背靠背连接的单向开关管SpchA和SnclA构成；B组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahB和SnalB、背靠背连接的单向开关管SpbhB和SnblB、背靠背连接的单向开关管SpchB和SnclB构成；C组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahC和SnalC、背靠背连接的单向开关管SpbhC和SnblC、背靠背连接的单向开关管SpchC和SnclC构成；
单向开关管SpahA、SpahB、SpahC的漏极相连接，单向开关管SpbhA、SpbhB、SpbhC的漏极相连接，单向开关管SpchA、SpchB、SpchC的漏极相连接，形成三个连接点；此三个连接点分别与输入LC型滤波器的输出端相连接；
单向开关管SnalA、SnblA、SnclA的漏极相连接，单向开关管SnalB、SnblB、SnclB的漏极相连接，单向开关管SnalC、SnblC、SnclC的漏极相连接，形成三个连接点；此三个连接点分别和三相对称阻感负载中的电感L4、L5、L6的一端相连接；
三相对称阻感负载中的电感L4、L5、L6的另一端与三相对称阻感负载中的电阻R1、R2、R3的一端相连接，电阻R1、R2、R3的另一端连接在一起形成星型连接形式。
本发明技术方案的进一步改进在于： 三相SPWM型解结耦方案具体是采用三相正弦波作为调制波，锯齿波作为载波，三相正弦波和锯齿载波比较生成三对互补的结耦信号，当正弦波大于载波时，结耦信号VpK（K=A, B,C）=“1”，VnK（K=A, B,C）=“0”；当正弦波小于载波时，结耦信号VpK（K=A, B,C）=“0”，VnK（K=A, B,C）=“1”，即三相SPWM型解结耦方案；
首先三相正弦波的频率、初相位是任意的；其次，每对结耦信号VpK和VnK是高频互补的；最后，在三相正弦波周期中VpK和VnK按照正弦规律变化，同时在每个锯齿波载波高频周期中VpK和VnK各自的作用时间并不相同。
本发明技术方案的进一步改进在于：SPWM型解结耦方案生成3对结耦信号，结耦信号VpA和VnA将A组三相半桥臂结构解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；结耦信号VpB和VnB将B组三相半桥臂结构解耦为两组方向相反三相单向半桥臂；结耦信号VpC和VnC将C组三相半桥臂结构解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；当结耦信号VpK（K=A, B,C）=“1”，VnK（K=A, B,C）=“0”，两组方向相反的三相单向半桥臂中的正向半桥臂工作，当结耦信号VpK（K=A,B,C）=“0”，VnK（K=A, B,C）=“1”，两组方向相反的三相单向半桥臂中的负向半桥臂工作。
本发明技术方案的进一步改进在于：在结耦信号VpK和VnK控制下，在任意时刻A组三相半桥臂结构、B组三相半桥臂结构、C组三相半桥臂结构的工作桥臂解耦为两组共用桥臂的电流型变换器工作。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略，通过电流型空间矢量调制获得6路基础调制信号Spa、Sna、Spb、Snb、Spc、Snc，通过三相SPWM型解结耦方案获得6路结耦调制信号，6路基础调制信号和6路结耦调制信号进行电流型结耦逻辑处理，进而得到电流型三相半桥直接型矩阵变换器的所有开关管驱动信号。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述通过电流型空间矢量调制获得6路基础调制信号Spa、Sna、Spb、Snb、Spc、Snc的步骤包括：
步骤1，根据参考输入三相电流的自然换相点和过零点将输入三相电流划分为12个C型电流区域；
步骤2，在两相静止坐标系中，9个空间基本电流矢量和坐标轴将电流空间划分为12扇区；每个扇区中的电流矢量由该区域的两个基本有效矢量和零矢量合成；
步骤3，电流型空间矢量调制通过扇区判断、矢量选择、矢量作用时间计算、矢量合成顺序选择得到6路基础调制信号。
本发明技术方案的进一步改进在于：通过三相SPWM型解结耦方案获得6路结耦调制信号，即三相SPWM化。
本发明技术方案的进一步改进在于：电流型结耦逻辑处理是指通过先“与”再“或”的逻辑运算实现电流结耦逻辑处理，具体包括以下步骤：
步骤1，结耦信号VpK分别和基本调制信号Spj(j=a,b,c)进行“与”逻辑处理得到开关管SpjhK的初始驱动信号；结耦信号VnK分别和基本调制信号Snj(j=a,b,c)进行“与”逻辑处理得到开关管SnjlK的初始驱动信号；
步骤2，开关管SpjhK的初始驱动信号和开关管SnjlK的初始驱动信号进行或逻辑运算得到开关管SpjhK和开关管SnjlK最终的驱动信号（K=A, B,C; j=a,b,c）。
本发明技术方案的进一步改进在于：开关管SpjhK最终的驱动信号和开关管SnjlK最终的驱动信号是相同的。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明为了实现电流型三相半桥直接型矩阵变换器拓扑中每组双向开关管半桥臂结构的高频切换及输出正弦电压或电流，提出了一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，包括一种三相SPWM型解结耦方案及三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略；三相SPWM型解结耦思路是采用三相SPWM生成的解结耦信号对双向开关管桥臂进行电流型高频解耦控制，从而在任意时刻电流型三相半桥直接型矩阵变换器解耦为两组传统的电流型变换器；采用12扇区划分的电流型单极性SVM控制解耦等效的电流型变换器；
2、在本发明中，在阻感性负载下，三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略有效地解决了电路的换流问题，电流型三相半桥直接型矩阵变换器可变频输出交流电压和正弦电流。
附图说明
图1为本发明电流型三相半桥直接型矩阵变换器的电路拓扑图；
图2为本发明三相SPWM型解结耦方案的生成原理图；
图3为电流型三相半桥直接型矩阵变换器的解耦等效电路拓扑；
图4为本发明三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略的原理框图；
图5为电流型单极性空间矢量调制的12扇区的划分；
图6为电流型单极性空间矢量调制的6个有效矢量和3个零矢量的分布图；
图7为本发明电流型结耦逻辑处理的逻辑电路；
图8为本发明电流型结耦逻辑处理得到的初始信号原理图；
图9为本发明电流结耦逻辑处理得到最终信号原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
SPWM 是英文Sinusoidal Pulse Width Modulation的缩写，即正弦脉宽调制；
SVM 是英文Space Vector Modulation的缩写，即空间矢量调制。
一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，为了实现电流型三相半桥直接型矩阵变换器拓扑中每组双向开关管半桥臂的高频切换及输出正弦电压或电流，所述混合控制方法包括三相SPWM型解结耦方案及三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略；三相SPWM型解结耦方案是采用三相SPWM生成的解结耦信号对三相半桥臂结构进行电流型高频解耦控制，从而在任意时刻电流型三相半桥直接型矩阵变换器解耦为两组传统的电流型变换器；采用12扇区划分的电流型单极性SVM控制解耦等效的电流型变换器；在阻感性负载下，三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略有效地解决了电路的换流问题，电流型三相半桥直接型矩阵变换器能够变频输出交流电压和正弦电流。
如图1所示，电流型三相半桥直接型矩阵变换器的电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、三组三相半桥臂结构和三相负载，所述输入电源采用三相电源，三相负载为对称阻感性负载且采用星型连接形式，输入滤波器为三相LC型结构，每组三相半桥臂结构由3对双向开关管构成；
输入电源为三相电网电压ea、eb、ec，三相电网电压ea、eb、ec采用星型连接形式；三相LC型滤波器由第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3构成；第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的一端分别与三相电网电压ea、eb、ec连接，另一端分别和星型连接的三相电容C1、C2、C3以及三组三相半桥臂结构连接；
所述三组三相半桥臂结构包括A组三相半桥臂结构、B组三相半桥臂结构和C组三相半桥臂结构；A组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahA和SnalA、背靠背连接的单向开关管SpbhA和SnblA、背靠背连接的单向开关管SpchA和SnclA构成；B组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahB和SnalB、背靠背连接的单向开关管SpbhB和SnblB、背靠背连接的单向开关管SpchB和SnclB构成；C组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahC和SnalC、背靠背连接的单向开关管SpbhC和SnblC、背靠背连接的单向开关管SpchC和SnclC构成；
单向开关管SpahA、SpahB、SpahC的漏极相连接，单向开关管SpbhA、SpbhB、SpbhC的漏极相连接，单向开关管SpchA、SpchB、SpchC的漏极相连接，形成三个连接点；此三个连接点分别与输入LC型滤波器的输出端相连接；
单向开关管SnalA、SnblA、SnclA的漏极相连接，单向开关管SnalB、SnblB、SnclB的漏极相连接，单向开关管SnalC、SnblC、SnclC的漏极相连接，形成三个连接点；此三个连接点分别和三相对称阻感负载中的电感L4、L5、L6的一端相连接；
三相对称阻感负载中的电感L4、L5、L6的另一端与三相对称阻感负载中的电阻R1、R2、R3的一端相连接，电阻R1、R2、R3的另一端连接在一起形成星型连接形式。
如图2所示， 三相SPWM型解结耦方案的结耦信号生成原理图。三相SPWM型解结耦方案采用三相正弦波作为调制波，锯齿波作为载波，三相正弦波和锯齿载波比较生成三对互补的结耦信号。当正弦波大于载波时，结耦信号VpK（K=A, B,C）=“1”，VnK（K=A, B,C）=“0”；当正弦波小于载波时，结耦信号VpK（K=A, B,C）=“0”，VnK（K=A, B,C）=“1”，即SPWM型解结耦方案。
在三相SPWM型解结耦方案中，首先三相正弦波的频率、初相位是任意的；其次，每对结耦信号VpK和VnK是高频互补的；最后，在三相正弦波周期中VpK和VnK按照正弦规律变化，同时在每个锯齿波载波高频周期中VpK和VnK各自的作用时间并不相同。
如图3所示，在三相SPWM型解结耦方案控制下的电流型三相半桥直接型矩阵变换器的解耦等效拓扑图。三相SPWM型解结耦方案生成3对结耦信号，结耦信号VpA和VnA将A组三相半桥臂解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；结耦信号VpB和VnB将B组三相半桥臂解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；结耦信号VpC和VnC将C组三相半桥臂解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；当结耦信号VpK（K=A, B,C）=“1”，VnK（K=A, B,C）=“0”，两组方向相反的三相单向半桥臂中的正向半桥臂工作，当结耦信号VpK（K=A, B,C）=“0”，VnK（K=A, B,C）=“1”，两组方向相反的三相单向半桥臂中的负向半桥臂工作；
在结耦信号VpK和VnK控制下，在任意时刻A组三相半桥臂结构、B组三相半桥臂结构、C组三相半桥臂结构的工作桥臂解耦为两组共用桥臂的电流型变换器工作。
图3中解耦等效拓扑的每条正、负向桥臂上的二极管，并不是外加电路元件，而是为了和传统的电流型整流器对应，是原桥臂解耦前另一个开关管的等效体二极管。
如图4所示，三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略的原理框图。所述三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略，具体是指：通过电流型空间矢量调制获得6路基础调制信号Spa、Sna、Spb、Snb、Spc、Snc，通过三相SPWM型解结耦方案获得6路结耦调制信号，6路基础调制信号和6路结耦调制信号进行电流型结耦逻辑处理，进而得到电流型三相半桥直接型矩阵变换器的所有开关管驱动信号；
在三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略中，通过电流型空间矢量调制方法获得6路基本调制信号Spa、Sna、Spb、Snb、Spc、Snc，其步骤包括：
步骤1，根据参考输入三相电流的自然换相点和过零点将输入三相电流划分为12个C型电流区域，如图5所示；
步骤2，在两相静止坐标系中，9个空间基本电流矢量和坐标轴将电流空间划分为12扇区；每个扇区中的电流矢量由该区域的两个基本有效矢量和零矢量合成；
如图6所示，电流型空间矢量调制的6个有效矢量和3个零矢量的分布图。
步骤3，电流型空间矢量调制通过扇区判断、矢量选择、矢量作用时间计算、矢量合成顺序选择得到6路基本调制信号。
在三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略中，通过三相SPWM型解结耦方案获得6路结耦调制信号，即三相SPWM化；
在SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略中，通过先“与”再“或”的逻辑运算实现电流结耦逻辑处理，包括以下步骤：
步骤1，结耦信号VpK分别和基本调制信号Spj(j=a,b,c)进行“与”逻辑处理得到开关管SpjhK的初始驱动信号；结耦信号VnK分别和基本调制信号Snj(j=a,b,c)进行“与”逻辑处理得到开关管SnjlK的初始驱动信号；
如图8所示，“与”逻辑处理后的开关管初始驱动信号合成原理图。
步骤2，开关管SpjhK的初始驱动信号和开关管SnjlK的初始驱动信号进行或逻辑运算得到开关管SpjhK和开关管SnjlK最终的驱动信号（K=A, B,C; j=a,b,c）。
如图9所示，初始信号“或”逻辑处理后的开关管初始驱动信号合成原理图。
开关管SpjhK最终的驱动信号和开关管SnjlK最终的驱动信号是相同的。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，电流型三相半桥直接型矩阵变换器的电路拓扑包括输入电源、输入滤波器、三组三相半桥臂结构和三相负载，所述输入电源采用三相电源，三相负载为对称阻感性负载且采用星型连接形式，输入滤波器为三相LC型结构，每组三相半桥臂结构由3对双向开关管构成，其特征在于：
所述混合控制方法包括三相SPWM型解结耦方案及三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略；三相SPWM型解结耦方案是采用三相SPWM生成解结耦信号，使其对三相半桥臂结构进行电流型高频解耦控制，从而在任意时刻电流型三相半桥直接型矩阵变换器解耦为两组传统的电流型变换器；采用12扇区划分的电流型单极性SVM控制解耦等效的电流型变换器；在阻感性负载下，三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略有效地解决了电路的换流问题，电流型三相半桥直接型矩阵变换器能够变频输出交流电压和正弦电流。
2.根据权利要求1所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：
所述输入电源为三相电网电压ea、eb、ec，三相电网电压ea、eb、ec采用星型连接形式；三相LC型滤波器由第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3构成；第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3的一端分别与三相电网电压ea、eb、ec连接，另一端分别和星型连接的三相电容C1、C2、C3以及三组三相半桥臂结构连接；
所述三组三相半桥臂结构包括A组三相半桥臂结构、B组三相半桥臂结构和C组三相半桥臂结构；A组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahA和SnalA、背靠背连接的单向开关管SpbhA和SnblA、背靠背连接的单向开关管SpchA和SnclA构成；B组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahB和SnalB、背靠背连接的单向开关管SpbhB和SnblB、背靠背连接的单向开关管SpchB和SnclB构成；C组三相半桥臂结构由背靠背连接的单向开关管SpahC和SnalC、背靠背连接的单向开关管SpbhC和SnblC、背靠背连接的单向开关管SpchC和SnclC构成；
单向开关管SpahA、SpahB、SpahC的漏极相连接，单向开关管SpbhA、SpbhB、SpbhC的漏极相连接，单向开关管SpchA、SpchB、SpchC的漏极相连接，形成三个连接点；此三个连接点分别与输入LC型滤波器的输出端相连接；
单向开关管SnalA、SnblA、SnclA的漏极相连接，单向开关管SnalB、SnblB、SnclB的漏极相连接，单向开关管SnalC、SnblC、SnclC的漏极相连接，形成三个连接点；此三个连接点分别和三相对称阻感负载中的电感L4、L5、L6的一端相连接；
三相对称阻感负载中的电感L4、L5、L6的另一端与三相对称阻感负载中的电阻R1、R2、R3的一端相连接，电阻R1、R2、R3的另一端连接在一起形成星型连接形式。
3.根据权利要求1所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于： 三相SPWM型解结耦方案具体是采用三相正弦波作为调制波，锯齿波作为载波，三相正弦波和锯齿载波比较生成三对互补的结耦信号，当正弦波大于载波时，结耦信号VpK（K=A, B,C）=“1”，VnK（K=A, B,C）=“0”；当正弦波小于载波时，结耦信号VpK（K=A, B,C）=“0”，VnK（K=A, B,C）=“1”，即三相SPWM型解结耦方案；
首先三相正弦波的频率、初相位是任意的；其次，每对结耦信号VpK和VnK是高频互补的；最后，在三相正弦波周期中VpK和VnK按照正弦规律变化，同时在每个锯齿载波高频周期中VpK和VnK各自的作用时间并不相同。
4.根据权利要求3所述一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：SPWM型解结耦方案生成3对结耦信号，结耦信号VpA和VnA将A组三相半桥臂结构解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；结耦信号VpB和VnB将B组三相半桥臂结构解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；结耦信号VpC和VnC将C组三相半桥臂结构解耦为两组方向相反的三相单向半桥臂；当结耦信号VpK（K=A, B,C）=“1”，VnK（K=A, B,C）=“0”，两组方向相反的三相单向半桥臂中的正向半桥臂工作，当结耦信号VpK（K=A, B,C）=“0”，VnK（K=A, B,C）=“1”，两组方向相反的三相单向半桥臂中的负向半桥臂工作。
5.根据权利要求4所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：在结耦信号VpK和VnK控制下，在任意时刻A组三相半桥臂结构、B组三相半桥臂结构、C组三相半桥臂结构的工作桥臂解耦为两组共用桥臂的电流型变换器工作。
6.根据权利要求1所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：所述三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合调制策略，通过电流型空间矢量调制获得6路基础调制信号Spa、Sna、Spb、Snb、Spc、Snc，通过三相SPWM型解结耦方案获得6路结耦调制信号，6路基础调制信号和6路结耦调制信号进行电流型结耦逻辑处理，进而得到电流型三相半桥直接型矩阵变换器的所有开关管驱动信号。
7.根据权利要求6所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：所述通过电流型空间矢量调制获得6路基础调制信号Spa、Sna、Spb、Snb、Spc、Snc的步骤包括：
步骤1，根据参考输入三相电流的自然换相点和过零点将输入三相电流划分为12个C型电流区域；
步骤2，在两相静止坐标系中，9个空间基本电流矢量和坐标轴将电流空间划分为12扇区；每个扇区中的电流矢量由该区域的两个基本有效矢量和零矢量合成；
步骤3，电流型空间矢量调制通过扇区判断、矢量选择、矢量作用时间计算、矢量合成顺序选择得到6路基础调制信号。
8.根据权利要求6所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：通过三相SPWM型解结耦方案获得6路结耦调制信号，即三相SPWM化。
9.根据权利要求6所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：电流型结耦逻辑处理是指通过先“与”再“或”的逻辑运算实现电流结耦逻辑处理，具体包括以下步骤：
步骤1，结耦信号VpK分别和基本调制信号Spj(j=a,b,c)进行“与”逻辑处理得到开关管SpjhK的初始驱动信号；结耦信号VnK分别和基本调制信号Snj(j=a,b,c)进行“与”逻辑处理得到开关管SnjlK的初始驱动信号；
步骤2，开关管SpjhK的初始驱动信号和开关管SnjlK的初始驱动信号进行“或”逻辑运算得到开关管SpjhK和开关管SnjlK最终的驱动信号（K=A, B,C; j=a,b,c）。
10.根据权利要求9所述的一种三相SPWM型解结耦空间矢量电流型混合控制方法，其特征在于：开关管SpjhK最终的驱动信号和开关管SnjlK最终的驱动信号是相同的。
CN202210412415.4A 2022-04-19 2022-04-19 一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法 Pending CN114759804A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210412415.4A CN114759804A (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210412415.4A CN114759804A (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114759804A true CN114759804A (zh) 2022-07-15

Family

ID=82331447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210412415.4A Pending CN114759804A (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114759804A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108923666B (zh) 基于载波pwm的双输出双级矩阵变换器调制方法
Nagarajan et al. Performance analysis of a novel reduced switch cascaded multilevel inverter
WO2012118661A2 (en) Pulse width modulated control for hybrid inverters
CN110048627A (zh) 无共模电压的多电平逆变器的调制方法
CN115987125B (zh) 一种电平数翻倍的混合型mmc及其调制方法
CN112564526A (zh) 一种三相t型三电平双输出逆变器
CN110247416B (zh) 基于分叉桥臂结构的多端口直流柔性多状态开关装置
CN109120171B (zh) 由高频切换开关控制产生工频交流电的多电平逆变系统
CN114759804A (zh) 一种三相spwm型解结耦空间矢量电流型混合控制方法
CN112234844B (zh) 一种输出变频变相交流电压的矩阵变换器及其调制方法
CN107465358B (zh) 单相五电平变换器及其采用的调制方法
CN109120173B (zh) 多电平逆变器拓扑结构
CN110350815A (zh) 一种用于对称奇数相两电平逆变器的锯齿载波pwm调制方法
CN108173447A (zh) 配网级高频隔离型柔性直流换流器
CN206992978U (zh) 单相五电平变换器
CN112187062B (zh) 一种18开关型ac-ac矩阵式变换器及其调制方法
CN112398351B (zh) 一种9双向开关型ac-ac矩阵式变换器及其调制方法
CN108539758B (zh) 一种基于相间功率回路的星形链式statcom的控制方法
CN109120172B (zh) 在多电平逆变系统中实现将脉动电压衔接成交流电的方法
CN112398353B (zh) 一种输出定频定相交流电压的矩阵变换器及其调制方法
CN114793071A (zh) 一种电压型svm型解结耦空间矢量混合调制方法
CN112398352B (zh) 一种三模块组合式ac-ac矩阵变换器及其调制方法
CN205945092U (zh) 一种基于混合多电平变换器的分布式电源并网电路
CN219499241U (zh) 一种新型单相anpc三电平变换器换流电路
CN115664248B (zh) 双向逆变电路和双向逆变器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination