[发明专利]用于矩阵式变换器的改进型双电压控制方法及其装置

权利要求书

1.用于矩阵式变换器的改进型双电压控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)通过输入电压采样单元(1)检测三相电源输入电压(10)，经变换后送入DSP控制电路(2)；

(2)在DSP控制电路(2)中对输入输出电压扇区进行重新划分，然后定义计算占空比所需要的变量并根据扇区划分对其进行排序，按排序结果对输入输出电压计算变量和输入输出电压排序标志变量赋值，将输入输出电压计算变量和输入输出电压排序标志变量代入推导出的占空比统一计算公式计算出矩阵式变换器系统的占空比，根据矩阵式变换器系统的占空比与开关矩阵中各个双向功率开关占空比的对应关系，得到矩阵式变换器各个双向功率开关的占空比，再乘以开关周期即可实时计算出矩阵式变换器各个双向功率开关的导通时间；

所述对输入输出电压扇区进行重新划分具体为：将S形电压扇区中的第2、4、6扇区统一划分为第I扇区，将第1、3、5扇区统一划分为第II扇区，输出电压不需划分扇区；

所述计算占空比所需的计算变量的定义如下：输入电压计算变量的最大值、中间值、最小值分别为v_max，v_mid，v_min；输出电压计算变量的最大值、中间值、最小值分别为u_max，u_mid，u_min；输入电压排序标志变量的最大值、中间值、最小值分别为d_max，d_mid，d_min；输出电压排序标志变量的最大值、中间值、最小值分别为D_max，D_mid，D_min；当输入电压处于第I扇区时，按电压实际大小对a、b、c三相输入电压和A、B、C三相输出电压按照从大到小的顺序进行排序，当输入电压处于第II扇区时，先将a、b、c三相输入电压和A、B、C三相输出电压取反，再按取反后的电压大小对a、b、c三相输入电压和A、B、C三相输出电压按照从大到小的顺序进行排序；a、b、c为三相电压输入相序号，A、B、C为三相电压输出相序号；将排序后的a、b、c三相输入电压依次赋给v_max，v_mid，v_min，同时将排序后的三相输入电压的相序号a、b、c依次赋给d_max，d_mid，d_min，将排序后的A、B、C三相输出电压依次赋给u_max，u_mid，u_min，同时将排序后的三相输出电压的相序号A、B、C依次赋给D_max，D_mid，D_min；

所述占空比统一计算公式为

b1=vmax+vmid-2vminΔ(umax-umin)b2=vmax-2vmid+vminΔ(umax-umin)b0=1-b1-b2]]>

C1=vmax+vmid-2vminΔ(umax-umid)C2=vmax-2vmid+vminΔ(umax-umid)C0=1-C1-C2]]>

其中，b₁、b₂、b₀、c₁、c₂、c₀表示一个开关周期内矩阵式变换器系统中除1个一直导通的开关和2个一直关断的开关外的开关占空比，

所述矩阵式变换器系统的开关占空比与开关矩阵中各个双向功率开关占空比的对应关系如下：

gdmax,Dmax=1gdmin,Dmax=0gdmid,Dmax=0gdmax,Dmin=b0gdmin,Dmin=b1gdmid,Dmin=b2gdmax,Dmid=C0gdmin,Dmid=C1gdmid,Dmid=C2]]>

其中g_xy是开关S_xy的占空比，x＝d_max，d_mid或d_min，y＝D_max，D_mid或D_min；

将矩阵式变换器系统的开关占空比b₀、b₁、b₂、c₀、c₁、c₂和已赋值的输入电压排序标志变量d_max，d_mid，d_min和输出电压排序标志变量D_max，D_mid，D_min代入上述关系式即得矩阵式变换器各个双向功率开关的占空比；

再将矩阵式变换器各个双向功率开关的占空比代入

G=gaAgbAgcAgaBgbBgcBgaCgbCgcC]]>

中，即得矩阵式变换器的开关调制矩阵，将开关调制矩阵中各个占空比乘以开关周期即得到各个双向功率开关的导通时间；

其中g_ij是开关S_ij的占空比，i＝a、b或c，j＝A、B或C；a、b、c为三相电压输入相序号，A、B、C为三相电压输出相序号；

(3)DSP控制电路(2)通过I/O口输出导通时间控制信号至CPLD开关选通电路(3)，CPLD开关选通电路(3)将导通时间控制信号转换为矩阵式变换器开关矩阵(6)的18个功率开关IGBT的通断控制信号并传送至驱动电路(4)，驱动电路(4)将该通断控制信号放大后对所述18个功率开关IGBT的通断进行控制。