[发明专利]基于三重傅里叶级数的超稀疏矩阵变换器谐波计算方法

权利要求书

1.一种基于三重傅里叶级数的超稀疏矩阵变换器谐波计算方法，其中，三相-三相超稀疏矩阵变换器包括整流级和逆变级，所述整流级的每相桥臂均由一个开关管和四个二极管组成，所述逆变级的每相桥臂均由两个开关管和两个二极管组成，其特征在于：

首先，设定三相输出对称，并在空间矢量调制策略下进行，具体包括以下步骤：

步骤一、所述整流级的有效矢量将空间划分为6个扇区，在每个扇区内始终有一相电流幅值维持最大；当输入电流参考矢量I_ref位于某一扇区，由正弦定理求解合成该输入电流参考矢量I_ref所需的两个相邻有效矢量的占空比分别为d_m和d_n，然后，由占空比d_m和d_n求解所述整流级各桥臂开关管的导通占空比，分别记为d_a、d_b和d_c；

步骤二、所述逆变级的有效矢量将空间划分为6个扇区，当输出电压参考矢量V_ref位于某一扇区，由正弦定理求解合成该输出电压参考矢量V_ref所需的两个相邻有效矢量及零矢量的占空比分别为d₁、d₂和d₀，然后，由占空比d₁、d₂和d₀求解所述逆变级各桥臂开关管的导通占空比，分别记为d_PA、d_PB、d_PC；d_NA、d_NB和d_NC；

步骤三、输入电流参考矢量I_ref所在扇区与输出电压参考矢量V_ref所在扇区之间共有36种不同的组合形式，根据每种组合下整流级有效矢量和逆变级有效矢量及逆变级零矢量的作用顺序，确定每种组合下整流级和逆变级各开关管的波形，并得出所述三相-三相超稀疏矩阵变换器每相输出电压脉冲波形；

步骤四、根据式(1)所示的载波函数c(x)表达式，并利用式(2)求解每种扇区组合下一个载波周期内三相输出电压脉冲的跳变点；

式(2)中，α₁、α₂、α₃为A相输出电压脉冲的跳变点，

步骤五、根据步骤三得到的输出电压脉冲波形和步骤四得到的每种扇区组合下输出电压脉冲的跳变点，求解A相输出电压三重傅里叶系数F_{A_kpq}；

A相输出电压三重傅里叶系数F_{A_kpq}：

式(3)中，u_A为A相输出电压脉冲，k、p、q为整数，其中，f_c、f_out和f_in分别为超稀疏矩阵变换器的载波频率、输出电压频率、输入电压频率，为载波信号初相位，为输入功率因数角，为输出电压初相位，z_r、z_f、y_r、y_f均为积分限；

根据空间矢量调制原理，由A相输出电压脉冲的跳变点α₁、α₂、α₃确定积分区间范围，不同积分区间的输出电压脉冲，分别记为u_A1、u_A2、u_A3、u_A4、u_A5、u_A6、u_A7；

式(3)至式(5)中，根据输入电流参考矢量I_ref所在扇区k_in的不同，积分限z_r、z_f和输出电压脉冲取值如下：

根据输出电压参考矢量V_ref所在扇区k_out的不同，积分限y_r、y_f取值如下：

步骤六、将步骤五得到A相输出电压三重傅里叶系数F_{A_kpq}代入式(6)求解A相输出电压各次谐波的幅值U_{A_kpq}，

U_{A_kpq}＝2|F_{A_kpq}| (6)。