[发明专利]一种基于多模块级联型矩阵变换器精确移相的实现方法

说明书

本发明提供一种基于多模块级联型矩阵变换器精确移相的实现方法，包括：S1，根据变换器的第i个模块移相后的开关波形，计算第i个模块任一开关控制周期内开关第一动作时间t1和开关第二动作时间t2；i＝1,2,…,N，N为变换器的模块数量；S2，若t1和t2不符合安全换流规则，根据安全换流规则调整t1和t2；安全换流规则用于保证第i个模块能够实现安全换流且与其他模块在任一开关控制周期的占空比相同；S3，重复S1和S2，获取第i个模块的全部开关控制周期的t1和t2；S4，重复S1至S3，获取全部模块的全部开关控制周期的t1和t2对变换器进行移相控制。本发明提供的方法，提高了输出质量，增强了运行的安全性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于多模块级联型矩阵变换器精确移相的实现方法。

背景技术

目前，注重节能减排，有效地减少企业的能源消耗成为了人们关注的重点。中/高压大功率变频器装置的应用使得各电动机节电率大大提高，节能效果显著。多模块矩阵变换器是目前唯一被商业化的适用于中高压应用的矩阵变换器。

多模块矩阵变换器将传统功率变换器与多电平技术相结合，具有矩阵变换器和H桥级联型高压变频器的双重优势，既能将多个独立的低压功率单元模块串联实现高压输出，输出正弦性，又能实现能量双向流动，四象限运行，无需中间直流电容等。

图1为多模块级联型矩阵变换器拓扑结构示意图，所述多模块矩阵变换器A、B、C三相每相都由多个模块矩阵变换器级联而成。为了获得较多的输出电压电平，各模块期望的输出电压均相等，且开关状态采用循环移位方法。因此，移相PWM方法是一种专门用于级联型多电平变换器的PWM方法。每个模块的PWM脉冲之间有一定相移，即在相位上错开，从而使各模块最终迭加输出的PWM波的等效开关频率提高到原来的数倍，从而可在不提高开关频率的条件下，大大减小输出谐波。

传统的多模块级联型矩阵变换器通常采用常规的近似移相方法。但常规的近似移相方法仅是生硬的将各模块的PWM波形依次移相，使得各模块输出电压平均值无法保证相等，如加在小电阻或者控制电机上，就会使得电流波动较大，无法保证输出质量。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种基于多模块级联型矩阵变换器精确移相的实现方法。

一方面，本发明提出一种基于多模块级联型矩阵变换器的移相方法，包括：S1，根据所述多模块级联型矩阵变换器的第i个模块移相后的开关波形，计算所述第i个模块对应的任一开关控制周期内开关第一动作时间t1和开关第二动作时间t2；i＝1,2,…,N，N为所述多模块级联型矩阵变换器的模块数量；S2，判断所述第i个模块对应的任一开关控制周期内t1和t2是否符合预先设定的安全换流规则，若不符合所述安全换流规则，则根据所述安全换流规则调整t1和t2；所述安全换流规则用于保证所述第i个模块能够实现安全换流且所述第i个模块与其他模块在所述任一开关控制周期的占空比相同；S3，重复步骤S1和S2，获取所述第i个模块的全部开关控制周期的t1和t2；S4，重复步骤S1至S3，获取所述多模块级联型矩阵变换器中全部模块的全部开关控制周期的t1和t2，并根据所述全部模块的全部开关控制周期的t1和t2对所述多模块级联型矩阵变换器进行移相控制。

优选地，所述安全换流规则包括：

其中，T为开关控制周期，t为开关器件的导通时间。

优选地，所述第一安全换流时间为11n，所述第二安全换流时间为5n，所述最小脉冲宽度为2n；其中，t_P为开关器件动作的时间，N_C为控制器在一个开关控制周期T的计数值。

优选地，所述步骤S3进一步包括：S31，若5n≤t1≤11n，则将t1设置为11n，并将t2向后顺延；若t1≤5n，则将t1设置为0，并将t2向前顺推；S32，若T-t2<5n，则将t2设置为T-5n，并将t1向前顺推。