[发明专利]一种中频下双级矩阵变换器的前馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中频电源下双级矩阵变换器脉宽调制的前馈补偿控制方法，适用于航空中频电源下的双级矩阵变换器控制。

背景技术

双级矩阵变换器不仅具有常规矩阵变换器输入电流正弦、功率因数可控、体积紧凑(无工作寿命有限的直流侧大电容)和能量可双向流动等优点，同时能够实现整流级的零电流开关，在一定的条件下减少功率器件的个数。双级矩阵变换器的上述优点，恰恰满足航空设备对体积、重量、寿命和谐波质量的高要求，是航空功率变换器一种非常理想的选择。

航空中频电源系统额定频率为400赫兹或360赫兹～800赫兹，是未来多电全电飞机的发展方向。与地面工频电网50/60赫兹电源频率相比，航空中频电源系统频率大大提高。目前，双级矩阵变换器的研究多针对地面低频电网的调制策略和相关问题，然而双级矩阵变换器应用于航空中频电源系统，传统的调制策略将面临新的问题。脉宽调制(PWM)算法是假定调制频率远远大于输入侧电压频率时，认为PWM周期内电压恒定不变。然而以400赫兹对地面电网的50赫兹频率计算，飞机电源频率提高约8倍，PWM周期受功率开关器件限制，不能大幅度提高，这样一来不能认为PWM周期内的输入电压为恒定值，必须对PWM整流级占空比的计算时刻和逆变级修正系数进行校正，才能使双级矩阵变换器应用在飞机中频。

目前，国内外尚未有关于对PWM整流级占空比的计算时刻和逆变级修正系数进行校正的文献报道。

发明内容

本发明的解决问题：克服现有技术的不足，提供一种中频下双级矩阵变换器的前馈控制方法，该方法对相位误差进行补偿，使直流侧的输出波形不产生相位延迟，同时改善输出波形。

本发明的技术解决方案：一种中频下双级矩阵变换器的前馈控制方法，实现步骤如下：

第一步，对双级矩阵变换器的三相输入电压进行采样，得到三个采样电压V_a、V_b和V_c，利用所述三个采样电压计算校正前消除共模误差后的整流级开关占空比d₁；

d1=-2Vb-Va-Vc2Va-Vb-Vc---(1)]]>

其中：V_a、V_b和V_c分别为对a相、b相和c相进行采样所得的三个采样电压；

第二步，根据d₁，利用公式(2)得到校正前三相输入电压相位θ₁；

θ1=arctan1-2d13---(2)]]>

第三步，根据过零点采样电路计算当前三相输入电压频率f＝1/t，t为过零点采样电路的a相相邻两次采样时间间隔；