TWI513154B - 可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法 - Google Patents

可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法 Download PDF

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Description

可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法
本發明係關於換流器控制方法之技術領域，尤指一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法。
隨著高科技產業的高度發展，高科技設備對於電力的需求量及供電品質之需求係與日俱增。例如，為了避免影響正常工作執行，確保供應電源的持續性與穩定性對於半導體製程設備或網路伺服電腦係尤其重要。是以，用以於電網發生異常時供應備用電源予電器設備之不斷電系統(Uninterruptible Power System,UPS)係因此而生。
為了提升不斷電系統的效能，許多學者針對不斷電系統之控制器提出了各種設計，例如無拍差控制(Dead-beat control)、滑動模式控制(Sliding mode control)、極點安置法(Pole-placement algorithm)、重複性控制(Repetitive control)等。其中，無拍差控制雖具有可增快換流器響應速 度之優點，但當該換流器連接非線性負載時，無拍差控制便無法有效地消除輸出電流之諧波失真。另外，滑動模式控制透過前饋補償(feedforward compensation)的方式提升換流器之動態響應，但卻具有滑動平面(sliding surface)不易決定之缺點。再者，極點安置法與重複性控制之共通缺點為數學推導過程複雜。
2002年，Fred C.Lee提出了三維向量空間脈寬調變之換流器(Three Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation,3D SVPWM)，其藉由定義每個時序區間的向量選擇而實現了以SVPWM為基礎的電壓型三向四線換流器。然而，其實現過程中所使用的狀態方程式係基於三相電感相等的條件下來推導換流器的控制法則，因此，當電感值隨著電流增強而變小時，勢必需要採用其它補償方式來克服電感值的不足，最後將導致整個換流器系統存在著發散的風險。再者，習知的SVPWM主要都是搭配派克轉換(Park Transformation)作處理，係將三相三線系統的RST座標軸轉至DQ座標軸(二維系統中，簡稱2D SVPWM)或是將三相四線系統的RSTN轉至αβγ座標軸作運算(三維系統中則簡稱3D SVPWM)。然而，習知的派克轉換矩陣係將三相的電壓電流訊號視為理想弦波函數而作的轉換，當三相電壓或電流含有其他諧波成分時，則必須加入諧波補償器或預測器來彌補此轉換之不足，增加控制器的複雜度。此外， 習用的換流器之回授補償通常僅針對連接於換流器之特定負載而設計，因此，一旦更換不同類型的負載時，則先前所設計的回授補償方案便不適用了。
如此，由上述說明可知習用的換流器控制方法係具有明顯之缺點與功能性之不足；有鑒於此，本案之發明人極力加以研究發明，終於研發完成本發明之一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法。
本發明之主要目的，在於提供一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，該方法係透過3相電壓的即時取樣，並結合前一週期的電壓補償量進而預測下一週期的電壓補償量，達到預測出下一週期之四個開關元件組之開關責任比率之目的；並且，於計算與預測的過程中，本發明係於估測負載阻抗之變化之時，同時將輸出電感之感值變化納入預測所採用的矩陣方程式之中，且無需透過習知的派克轉換座標來計算控制法則，可避開派克轉換所面臨的限制；如此，藉由採用本發明之控制方法，可使得一四線三相換流器在連接各種不同負載的情況下都能夠提供穩定的電壓至該負載端；是以，本發明之控制方法可有效解決習用的向量空間脈寬調變所存在之缺陷。
因此，為了達成本發明之主要目的，本案之發明人 提出一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，係包括以下步驟：(1)提供連接於至少一負載之一四線三相換流器，且該四線三相換流器具有一R相輸出電感、一S相輸出電感、一T相輸出電感、一N相平衡電感、一R相輸出電容、一S相輸出電容、以及一T相輸出電容；(2)根據克西荷夫電流定律與克西荷夫電壓定律求得用以表示該R相輸出電感、該S相輸出電感、與該T相輸出電感之電壓變化的一第一矩陣方程式；(3)測量該四線三相換流器之一R相輸出電壓、一S相輸出電壓與一T相輸出電壓之一訊號波形圖，並根據該R相輸出電壓、該S相輸出電壓與該T相輸出電壓之電壓零交越點(zero voltage crossing point)將該訊號波形圖之分割為複數個相電壓區間；(4)透過一兩相調變法(Two Phase Modulation,TPM)調整該四線三相換流器之一R相開關元件組、一S相開關元件組、一T相開關元件組、與一N相開關元件組之一開關週期訊號波形圖，使得該開關週期訊號波形圖呈現中央對稱；(5)透過該第一矩陣方程式求得每一個相電壓區間之一開關責任比率矩陣方程式，並將所有開關責任比率矩陣方程式整合為一第二矩陣方程式； (6)將該至少一負載等效為一RLC並聯負載，並由一控制器回授取樣三個週期的該RLC並聯負載之總電流變化量；(7)根據克西荷夫電流定律與前述步驟(6)所測得之總電流變化量而求得一總電流變化量矩陣方程式；(8)藉由該總電流變化量矩陣方程式估測該RLC並聯負載之一並聯電阻的阻值、一並聯電容的電容值以及一並聯電感的感值；(9)將前述步驟(8)所獲得之該並聯電阻的阻值、該並聯電容的電容值以及該並聯電感的感值代入該第二矩陣方程式之中，以求得該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組、與該N相開關元件組之下一週期開關責任比率；以及(10)該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組、與該N相開關元件組根據該下一週期開關責任比率而執行開/關作動，藉此方式使得該四線三相換流器1之R相、S相與T相之輸出電壓穩定輸出。
<本發明>
1‧‧‧四線三相換流器
ZR ‧‧‧R相負載
ZS ‧‧‧S相負載
ZT ‧‧‧T相負載
LR ‧‧‧R相輸出電感
LS ‧‧‧S相輸出電感
LT ‧‧‧T相輸出電感
CR ‧‧‧R相輸出電容
CS ‧‧‧S相輸出電容
CT ‧‧‧T相輸出電容
N‧‧‧共線端
LN ‧‧‧N相平衡電感
SRH ‧‧‧R相上臂開關
SRL ‧‧‧R相下臂開關
SSH ‧‧‧S相上臂開關
SSL ‧‧‧S相下臂開關
STH ‧‧‧T相上臂開關
STL ‧‧‧T相下臂開關
SNH ‧‧‧N相上臂開關
SNL ‧‧‧N相下臂開關
S01~S10‧‧‧方法步驟
VRN ‧‧‧R相輸出電壓
VSN ‧‧‧S相輸出電壓
VTN ‧‧‧T相輸出電壓
I‧‧‧相電壓區間
II‧‧‧相電壓區間
III‧‧‧相電壓區間
IV‧‧‧相電壓區間
V‧‧‧相電壓區間
VI‧‧‧相電壓區間
△i(‧) ‧‧‧總電流變化量
△iR(‧) ‧‧‧電阻電流變化量
△iL(‧) ‧‧‧電感電流變化量
△iC(‧) ‧‧‧電容電流變化量
R‧‧‧並聯電阻
L‧‧‧並聯電感
C‧‧‧並聯電容
<習知>
無。
第一圖係一四線三相換流器換流器的基本架構圖；第二圖係本發明之一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法的方法流程圖； 第三圖係相電壓訊號波形圖；第四A圖至第四E圖係兩相調變法的操作示意圖；第五圖係一RLC並聯負載的等效電路圖；第六A圖與第六B圖係5種R相負載、S相負載、與T相負載之負載組合；第七圖係5kW之R相輸出電壓、S相輸出電壓、T相輸出電壓、與負載電流之訊號波形圖；第八圖係10kW之R相輸出電壓、S相輸出電壓、T相輸出電壓、與負載電流之訊號波形圖；以及第九圖係輸出訊號波形圖。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
於說明本發明之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法之前，需先介紹換流器之基本架構。如第一圖所繪示的四線三相換流器換流器的基本架構圖所示，通常，一個四線三相換流器1係包括：可提供直流電壓VDC 之一儲能電容、四個開關元件組、三組輸出電感、三組輸出電容，其中，該三組輸出電感與該三組輸出電容係構成三組輸出率波單元，並分別耦接有一R相負載ZR 、一S相 負載ZS 、與一T相負載ZT 。
如第一圖所示，該四個開關元件組分別為一R相開關元件組(SRH ,SRL )、一S相開關元件組(SSH ,SSL )、一T相開關元件組(STH ,STL )、與一N相開關元件組(SNH ,SNL )。並且，該三組輸出電感分別為一R相輸出電感LR 、一S相輸出電感LS 與一T相輸出電感LT 。此外，該三組輸出電容分別為一R相輸出電容CR 、一S相輸出電容CS 與一T相輸出電容CT ；並且，該三組輸出電容(CR ,CS ,CT )與該三組負載(ZR ,ZS ,ZT )係具有一共線端N，且該共線端N更耦接有一N相平衡電感LN 。另外，必須再行補充說明的是，R相開關元件組係包括一R相上臂開關SRH 與一R相下臂開關SRL ，S相開關元件組係包括一S相上臂開關SSH 與一S相下臂開關SSL ，T相開關元件組係包括一T相上臂開關STH 與一T相下臂開關STL ，且N相開關元件組係包括一N相上臂開關SNH 與一N相下臂開關SNL 。
接著，透過第二圖所繪示的方法流程圖開始說明本發明之一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法。如第二圖所示，本發明之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法包括10個主要步驟：首先，該方法係執行步驟(S01)，提供連接於至少一負載之一四線三相換流器1，且該四線三相換流器1具有一R相輸出電感LR 、一S相輸出電感LS 、一T相輸出電 感LT 、一N相平衡電感LN 、一R相輸出電容CR 、一S相輸出電容CS 、以及一T相輸出電容CT 。接著係執行步驟(S02)，根據克西荷夫電流定律(Kirchhoff’s Current Law,KCL)與克西荷夫電壓定律(Kirchhoff’s Voltage Law,KVL)求得用以表示該R相輸出電感LR 、該S相輸出電感LS 、與該T相輸出電感LT 之電壓變化的一第一矩陣方程式如下：
於該一第一矩陣方程式之中，uRN 、uSN 與uTN 分別為該四線三相換流器1之一R相切換電壓、一S相切換電壓與一T相切換電壓；VRN 、VSN 與VTN 分別為該四線三相換流器1之該R相輸出電壓、該S相輸出電壓與該T相輸出電壓；LR 、LS 、LT 、與LN 分別表示為該R相輸出電感LR 、該S相輸出電感LS 、該T相輸出電感LT 、與該N相平衡電感LN 之電感值；並且，該iR 、iS 、iT 表示為該R相輸出電感LR 、該S相輸出電感LS 與該T相輸出電感LT 之電感電流。
求得該第一矩陣方程式之後，該方法係接著執行步驟(S02)，測量該四線三相換流器1之一R相輸出電壓、一S相輸出電壓與一T相輸出電壓之一訊號波形圖，並根據該R相輸出電壓、該S相輸出電壓與該T相輸出電壓之電 壓零交越點(zero voltage crossing point)將該訊號波形圖之分割為複數個相電壓區間。如第三圖所繪示的相電壓訊號波形圖，該相電壓訊號波形圖係被分割為6個相電壓區間(I,II,III,IV,V,VI)。
繼續地，該方法係執行步驟(S03)透過一兩相調變法(Two Phase Modulation,TPM)調整該四線三相換流器1之一R相開關元件組(SRH ,SRL )、一S相開關元件組(SSH ,SSL )、一T相開關元件組(STH ,STL )、與一N相開關元件組(SNH ,SNL )之一開關週期訊號波形圖，使得該開關週期訊號波形圖呈現中央對稱。以下藉由第四A圖至第四E圖的兩相調變法的操作示意圖來進一步地說明步驟(S04)之所有細部步驟：如第四A圖所示，首先分析該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )、該T相開關元件組(STH ,STL )與該N相開關元件組(SNH ,SNL )之一切換週期時序圖，並將該切換週期時序圖分為複數個時序區間。接著，如第四B圖所示，於該複數個時序區間中定義出複數個激磁區域(Magnetization Region)與複數個去磁區域(Demagnetization Region)；其中，深色區塊表示為去磁區域，淺色區塊則表示為激磁區域。更進一步地說明，激磁區域包括(HHHH)或(LLLL)之時序區間，即第零時序區間T0 。去磁區域則包括(HLLL)、(HLHL)與(HLHH)之時序區 間，分別第一時序區間T1 、第二時序區間T2 、以及第三時序區間T3 。另外，整個切換訊號的切換週期為T，並且，T0 =T-T1 -T2 -T3 。
完成去磁區域與激磁區域之定義後，如第四C圖所示，係接著將該複數個激磁區域(即，淺色區塊)予以整合，並移動至該切換週期時序圖的中央位置。然後，如第四D圖所示，將該些去磁區域(即，深色區塊)之中的高準位切換訊號切換成低準位切換訊號；簡單的說，就是將(HHHH)轉換為(LLLL)。由於(HHHH)與(LLLL)都是屬於去磁，因此上述的轉換並不會影響該四線三相換流器1的正常操作。
完成步驟(S04)之後，該方法係接著執行步驟(S05)，透過該第一矩陣方程式求得每一個相電壓區間(I,II,III,IV,V,VI)之一開關責任比率矩陣方程式，並將所有開關責任比率矩陣方程式整合為一第二矩陣方程式。該開關責任比率矩陣方程式係表示如下：
於該第二矩陣方程式之中，DRH =(T1 +T2 +T3 )/T，DTH =(T2 +T3 )/T，DNH =(T3 )/T且T表示為該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )、該T相開關元件組(STH ,STL )與該N相開關元件組(SNH ,SNL )之一切換週期。 並且，該△iR 、△iS 、△iT 表示為該R相輸出電感LR 、該S相輸出電容LS 與該T相輸出電感LT 之電感電流變化量，且VDC 為該四線三相換流器1之直流輸入電壓。此外，VRS 為該R相輸出電壓與該S相輸出電壓之壓差值，VST 為該S相輸出電壓與該T相輸出電壓之壓差值，且VSN 為該S相輸出電壓與該N相輸出電壓之壓差值。於此，必須補充說明的是，T1 、T2 與T3 可由以下公式求得：
並且該第二矩陣方程式係表示如下：
於該第二矩陣方程式之中，DA (n+1)與DB (n+1)表示為該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )與該T相開關元件組(STH ,STL )之任兩個開關元件組的下一週期開關責任比率，且DN (n+1)為該N相開關元件組(SNH ,SNL )的下一週期開關責任比率；並且，r表示為特定的相電壓區間，其值為1~6。另，△iA (n+1)與△iB (n+1)為下一週期之該R相輸出電感LR 、該S相輸出電感LS 與該T相輸出電感LT 之任兩個輸出電感的電感電流變化量，且△iN (n+1)為下一週期之N相平衡電感LN 的電感電流變化量。再者， DAF (n+1)與DBF (n+1)表示為該四線三相換流器1之R相、S相與T相之任兩相之調變責任比率，且該DNF (n+1)表示為該四線三相換流器1之N相的調變責任比率。
求得第二矩陣方程式之後，係接著執行步驟(S06)與步驟(S07)。如第五圖所繪示的等效電路圖，係將該至少一負載等效為一RLC並聯負載，並由一控制器回授取樣三個週期的該RLC並聯負載之總電流變化量；接著根據克西荷夫電流定律與前述步驟(S06)所測得之總電流變化量而求得一總電流變化量矩陣方程式。由第五圖所示的等效電路圖，吾人可推得下列電流公式：△i ( ‧) (n +1) =△i R( ‧) +△i L( ‧) +△i C (‧) ,其中，(‧)之中的“‧”表示為R、S或T。並且，△iR(‧) 為該RLC並聯負載之一並聯電阻的一電阻電流變化量，△iL(‧) 為該RLC並聯負載之一並聯電感的一電感電流變化量，且該△iC(‧) 為該RLC並聯負載之一並聯電容的一電容電流變化量；進一步地，△iR(‧) 、△iL(‧) 與△iC(‧) 之總和便為該RLC並聯負載之總電流變化量，其中(n+1)表示為預測下一週期之意。然後，於紀錄三個週期的總電流變化量之後，便可推得如下之該總電流變化量矩陣方程式：
於該總電流變化量矩陣方程式之中，△iV(‧) (n-1)、△iV(‧) (n-2)與△iV(‧) (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載 之總電流變化量。並且，△vR (n-1)、△vR (n-2)與△vR (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之該並聯電阻上的電壓變化量，且kpR 之值為該並聯電阻之阻值的倒數(即，1/R)。此外，△vC (n-1)、△vC (n-2)與△vC (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之該並聯電容上的電壓變化量，且kpC 之值為該並聯電容之電容值除以2T(即，C/(2T))。再者，△vL (n-1)、△vL (n-2)與△vL (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之該並聯電感上的電壓變化量，且kpL 之值為T除以2倍的該並聯電感的感值(即，T/2L)。
獲得該總電流變化量矩陣方程式以及完成三週期的總電流變化量之紀錄後，於步驟(S08)之中，吾人便可利用該總電流變化量矩陣方程式估測該RLC並聯負載之該並聯電阻的阻值、該並聯電容的電容值以及該並聯電感的感值。進一步地，於步驟(S09)中，吾人可將前述步驟(S08)所獲得之該並聯電阻的阻值、該並聯電容的電容值以及該並聯電感的感值代入該第二矩陣方程式之中，以求得該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )、該T相開關元件組(STH ,STL )、與該N相開關元件組(SNH ,SNL )之下一週期開關責任比率。
承上述之說明，步驟(S09)係包括2個詳細步驟。首先，藉由前述步驟(S08)所獲得之該並聯電阻的阻值、該並聯電容的電容值以及該並聯電感的感值，求得該RLC並聯 負載之該並聯電阻的一電阻電流變化量、該並聯電容的一電容電流變化量、以及該並聯電感的一電感電流變化量。上述步驟係透過以下電流公式(1)、電流公式(2)電流公式與(3)而完成： 其中，Vref(‧) 為一正弦參考電壓(sinusoidal reference voltage)，且Vfb(‧) 為一回授電壓。繼續地，藉由前述步驟所獲得之該電阻電流變化量、該電容電流變化量、該電感電流變化量代入該第二矩陣方程式之中，以求得該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )、該T相開關元件組(STH ,STL )、與該N相開關元件組(SNH ,SNL )之下一週期開關責任比率。
為了加速計算該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )、該T相開關元件組(STH ,STL )、與該N相開關元件組(SNH ,SNL )之下一週期開關責任比率，吾人可將6個相電壓區間(I,II,III,IV,V,VI)對應DAF (n+1)、DBF (n+1)與DNF (n+1)整合於下列表一之中，如此，便可透過查表的方式快速地計算出DA (n+1)、DB (n+1)與DN (n+1)。
於表一中，C表示為R相、S相或T相中全開(或全關)之該相；如表一中的相電壓區域I(0°~60°)列所示，S相上臂開關SSH 為全開，且基於上下臂開關互補之基礎，S相下臂開關SSL 為全關。如此，觀察表一之各列，可發現每個相電壓區域中皆會有一個相(R相、S相或T相)是全開或者全關的。
最後，於步驟(S10)之中，該R相開關元件組(SRH ,SRL )、該S相開關元件組(SSH ,SSL )、該T相開關元件組(STH ,STL )、與該N相開關元件組(SNH ,SNL )根據該下一週期開關責任比率而執行開/關作動，藉此方式使得該四線三相換流器1之R相、S相與T相之輸出電壓穩定輸出。
為了證實本發明所提供之控制方法的確能夠令一四線三相換流器1在連接不同負載電阻的情況下提供穩定的 電流輸出，以下將呈現多組實驗數據以證明之。請參閱第六A圖與第六B圖，係繪示出5種R相負載ZR 、S相負載ZS 、與T相負載ZT 之負載組合。繼續地，請參閱第七圖，係5kW之R相輸出電壓、S相輸出電壓、T相輸出電壓、與負載電流之訊號波形圖；如第七圖所示，在連接各種不同負載的情況下，該四線三相換流器1仍舊穩定地提供負載電流至負載端。另外，請參閱第八圖，係10kW之R相輸出電壓、S相輸出電壓、T相輸出電壓、與負載電流之訊號波形圖；如第八圖所示，在連接各種不同負載的情況下，該四線三相換流器1仍舊穩定地提供輸出電壓至負載端。
另外，當該四線三相換流器1連接一不平衡負載時，如第九圖之輸出訊號波形圖所示，該R相輸出電壓、該S相輸出電壓、與該T相輸出電壓之伏特總諧波失真(Total Harmonic Distortion,VTHD )係小於1.4%，且該R相輸出電壓、該S相輸出電壓、該T相輸出電壓、與該負載電流之訊號波形仍為一正弦波(sinusoidal wave)，並沒有明顯的失真。
如此上述說明已經藉由多個公式與各種圖示之輔助，詳加地說明了本發明之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法；並且，經由上述可以得知本發明之方法係具有以下之優點：本發明係透過3相電壓(VRN ,VSN ,VTN )的即時取樣，並結合前一週期的電壓補償量進而預測下一 週期的電壓補償量，達到預測出下一週期之四個開關元件組之開關責任比率之目的；並且，於計算與預測的過程中，本發明係於估測負載阻抗之變化之時，同時將輸出電感之感值變化納入預測所採用的矩陣方程式之中且無需透過習知的派克轉換座標來計算控制法則，可避開派克轉換所面臨的限制；如此，藉由採用本發明之控制方法，可使得一四線三相換流器在連接各種不同負載的情況下都能夠提供穩定的輸出電壓至該負載端；是以，本發明之控制方法可有效解決習用的向量空間脈寬調變(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)所存在之缺陷。
必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
S01~S05‧‧‧方法步驟

Claims (8)

  1. 一種可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，係包括以下步驟：(1)提供連接於至少一負載之一四線三相換流器，且該四線三相換流器具有一R相輸出電感、一S相輸出電感、一T相輸出電感、一N相平衡電感、一R相輸出電容、一S相輸出電容、以及一T相輸出電容；(2)根據克西荷夫電流定律與克西荷夫電壓定律求得用以表示該R相輸出電感、該S相輸出電感、與該T相輸出電感之電壓變化的一第一矩陣方程式；(3)測量該四線三相換流器之一R相輸出電壓、一S相輸出電壓與一T相輸出電壓之一訊號波形圖，並根據該R相輸出電壓、該S相輸出電壓與該T相輸出電壓之電壓零交越點將該訊號波形圖之分割為複數個相電壓區間；(4)透過一兩相調變法調整該四線三相換流器之一R相開關元件組、一S相開關元件組、一T相開關元件組、與一N相開關元件組之一開關週期訊號波形圖，使得該開關週期訊號波形圖呈現中央對稱；(5)透過該第一矩陣方程式求得每一個相電壓區間之一開關責任比率矩陣方程式，並將所有該開關責任比 率矩陣方程式整合為一第二矩陣方程式；(6)將該至少一負載等效為一RLC並聯負載，並由一控制器回授取樣三個週期的該RLC並聯負載之總電流變化量；(7)根據克西荷夫電流定律與前述步驟(6)所測得之該總電流變化量而求得一總電流變化量矩陣方程式；(8)藉由該總電流變化量矩陣方程式估測該RLC並聯負載之一並聯電阻的阻值、一並聯電容的電容值以及一並聯電感的感值；(9)將前述步驟(8)所獲得之該並聯電阻的阻值、該並聯電容的電容值以及該並聯電感的感值代入該第二矩陣方程式之中，以求得該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組、與該N相開關元件組之下一週期開關責任比率；以及(10)該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組、與該N相開關元件組根據該下一週期開關責任比率而執行開/關作動，藉此方式使得該四線三相換流器之R相、S相與T相之輸出電流穩定輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，其中，該第一矩陣方程式 係表示如下：，其中， uRN 、uSN 與uTN 分別為該四線三相換流器之一R相切換電壓、一S相切換電壓與一T相切換電壓；LR 、LS 、LT 、與LN 分別表示為該R相輸出電感、該S相輸出電感、該T相輸出電感、與該N相平衡電感之電感值；該iR 、iS 、iT 表示為該R相輸出電感、該S相輸出電感與該T相輸出電感之電感電流；並且，VRN 、VSN 與VTN 分別為該四線三相換流器之該R相輸出電壓、該S相輸出電壓與該T相輸出電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，其中，該步驟(4)係包括以下詳細步驟：(41)分析該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組與該N相開關元件組之一切換週期時序圖，並將該切換週期時序圖分為複數個時序區間；(42)於該複數個時序區間中定義出複數個激磁區域與複數個去磁區域；(43)整合該複數個激磁區域，並將其移動至該切換週期 時序圖的中央位置；以及(44)將該些去磁區域之中的高準位切換訊號切換成低準位切換訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，其中，該總電流變化量矩陣方程式係表示如下： 其中，△iV(‧) (n-1)、△iV(‧) (n-2)與△iV(‧) (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之總電流變化量；其中，△vR (n-1)、△vR (n-2)與△vR (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之該並聯電阻上的電壓變化量，且kpR 之值為該並聯電阻之阻值的倒數；其中，△vC (n-1)、△vC (n-2)與△vC (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之該並聯電容上的電壓變化量，且kpC 之值為該並聯電容之電容值除以2T；其中，△vL (n-1)、△vL (n-2)與△vL (n-3)分別為三個週期的該RLC並聯負載之該並聯電感上的電壓變化量，且kpL 之值為T除以2倍的該並聯電感的感值。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之可允許電感值變化之換 流器負載阻抗估測控制方法，其中，該開關責任比率矩陣方程式係表示如下： 其中，DRH =(T1 +T2 +T3 )/T，DTH =(T2 +T3 )/T，DNH =(T3 )/T且T表示為該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組與該N相開關元件組之一切換週期；其中，該△iR 、△iS 、△iT 表示為該R相輸出電感、該S相輸出電容與該T相輸出電感之電感電流變化量，且VDC 為該四線三相換流器之直流輸入電壓；其中，VRS 為該R相輸出電壓與該S相輸出電壓之壓差值，VST 為該S相輸出電壓與該T相輸出電壓之壓差值，且VSN 為該S相輸出電壓與該N相輸出電壓之壓差值；其中，T1 、T2 與T3 可由以下公式求得：
  6. 如申請專利範圍第5項所述之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，其中，該第二矩陣方程式係表示如下： 其中，DA (n+1)與DB (n+1)表示為該R相開關元件組、該S相開關元件組與該T相開關元件組之任兩個開關元件組的下一週期開關責任比率，且DN (n+1)為該N相開關元件組的下一週期開關責任比率；並且，r表示為特定的相電壓區間，其值為1~6；其中，△iA (n+1)與△iB (n+1)為下一週期之該R相輸出電感、該S相輸出電容與該T相輸出電感之任兩個輸出電感的電感電流變化量，且△iN (n+1)為下一週期之N相平衡電感的電感電流變化量；其中，DAF (n+1)與DBF (n+1)表示為該四線三相換流器之R相、S相與T相之任兩相之調變責任比率，且該DNF (n+1)表示為該四線三相換流器之N相的調變責任比率。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，其中，該步驟(9)係包括以下詳細步驟：(91)藉由前述步驟(8)所獲得之該並聯電阻的阻值、該 並聯電容的電容值以及該並聯電感的感值，求得該RLC並聯負載之該並聯電阻的一電阻電流變化量、該並聯電容的一電容電流變化量、以及該並聯電感的一電感電流變化量；以及(92)藉由前述步驟(91)所獲得之該電阻電流變化量、該電容電流變化量、該電感電流變化量代入該該第二矩陣方程式之中，以求得該R相開關元件組、該S相開關元件組、該T相開關元件組、與該N相開關元件組之下一週期開關責任比率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可允許電感值變化之換流器負載阻抗估測控制方法，其中，該步驟(91)係透過以下電流公式(1)、電流公式(2)電流公式與(3)而完成： 其中，Vref(‧) 為一正弦參考電壓，且Vfb(‧) 為一回授電壓。
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