[发明专利]一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法

说明书

本发明提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比，在调制周期内选取若干调转时段，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积，将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变；即在对间接矩阵变换器的调制过程中，在原本需要向逆变级引入零矢量的时段内，将整流级的所有开关断开来实现向逆变级引入零矢量，而逆变级在这些时段的起始时刻无需调整开关状态，从而在减小了共模电流的基础上减少了逆变级的开关的动作的次数，减小了系统的损耗。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法。

背景技术

间接矩阵变换器是近十年来电力电子领域的研究热点，它具有很多优良的特性，例如能量可以双向流通、输入输出电流可为正弦、输入功率因数可控，且无需中间大容量的储能环节等。此外，间接矩阵变换器还克服了传统矩阵变换器换流控制复杂等不足，因而在电机驱动、风力发电等领域有着广泛的应用。

然而，矩阵变换器在工作时，会在电机负载中性点产生高频、高du/dt的共模电压。该共模电压激励系统中杂散电感和耦合电容，产生较大的共模电流，对周围设备产生电磁干扰。同时共模电流还会导致电机轴承腐蚀损坏，影响电机的寿命。

目前减小间接矩阵变换器共模电流一般是通过抑制共模电压来实现，一是灵活调整逆变级的开关状态来实现零矢量，以抑制共模电压，二是通过两个有效矢量来实现零矢量，以抑制共模电压，但是这两种方法会导致逆变级的开关动作次数过多，导致系统损耗增加。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法，包括：确定逆变级的零矢量的第一占空比；在调制周期内选取若干调转时段，其中，若干调转时段的总时长为第一占空比与调制周期的乘积；将每一调转时段的起始时刻作为对整流级和逆变级在每一调转时段的开关状态的调制时刻，在每一调转时段的起始时刻，将整流级的所有开关为调整为断开，并保持逆变级的所有开关状态不变。

其中，确定逆变级的零矢量的第一占空比，包括：对于对整流级进行调制的第一有效电流矢量和第二有效电流矢量，确定第一有效电流矢量的第二占空比，确定第二有效电流矢量的第三占空比；对于对逆变级进行调制的第一有效电压矢量和第二有效电压矢量，确定第一有效电压矢量的第四占空比，确定第二有效电压矢量第五占空比；根据第二占空比、第三占空比、第四占空比和第五占空比，确定第一占空比。

其中，确定整流级的有效矢量的第二占空比和第三占空比，包括：基于电流空间矢量调制方法，确定第二占空比和第三占空比，第二占空比和第三占空比的表达式为：

上式中，m_i为整流级的调制系数，取值范围为0～1，k为参考输入电流矢量所在的扇区，为第一有效电流矢量与参考输入电流矢量的夹角。

其中，确定逆变级的有效矢量的第四占空比和第五占空比，包括：基于电压空间矢量调制方法，确定第四占空比和第五占空比，第四占空比和第五占空比的表达式为：

上式中，m_v为逆变级的调制系数，取值范围为0～1，n为参考输出电压矢量所在的扇区，θ_o为第一有效电压矢量与参考输出电压矢量的夹角。

其中，第一占空比的表达式为：