一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，包括矩阵变换器主电路、负载电流方向信号检测电路、输入电压信号检测电路、CPU控制器、2?4译码器、四步换流逻辑电路(CPLD)；四步换流逻辑电路的输出端与矩阵变换器主电路九个双向功率开关的输入端连接；负载电流方向信号检测电路的输出端与四步换流逻辑电路的电流输入端连接；输入电压信号检测电路的输出端与CPU控制器的电压输入端连接；CPU控制器的输出端与2?4译码器的地址输入端连接；2?4译码器的输出端与四步换流逻辑电路的控制输入端连接。本实用新型简化了控制电路，提高了CPLD的工作效率，减少了系统故障率，提高了系统的控制性能。
【专利说明】
一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及驱动电动机的变换器控制领域，尤其涉及一种三相矩阵变换器空 间矢量调制策略的控制系统。该矩阵变换器具有按3X3开关矩阵形式排列的九个双向功率 开关，其双向功率开关分别由两个反向串联的半导体开关组成。
【背景技术】
[0002] 矩阵变换器是一种没有中间回路的直接变换器。通过将双向功率开关排列成3X3 开关矩阵的形式，矩阵变换器的三个输出相的每一相可分别与一个输入相连接，每一个输 出相通过三个双向功率开关分别与三个输入相连接。通过控制各个双向功率开关，能将给 定的交流输入直接转换成不同电压和不同频率的交流输出，并能得到正弦形的电网电流。
[0003] 三相矩阵变换器由九个双向功率开关，按3X3开关矩阵形式构成，通过控制九个 双向功率开关可以使输出相A、B、C与任意一个期望的输入相a、b、c直接连接。矩阵变换器的 每个输出相A或B或C通过三个双向功率开关与三相输入a，b，c相连接，三相矩阵变换器的主 电路和控制电路图如图1所示。
[0004] 在矩阵变换器中，双向功率开关由两个反向串联的半导体开关构成，双向功率开 关的电路图如图2所示（以SAa为例）。在中、小功率矩阵变换器中，选用具有一个反并联二极 管的绝缘栅极双极晶体管（IGBT)作为此半导体开关。两个反向串联的半导体开关可采用 "共发射极"或者"共集电极"的拓扑结构。通过分别控制两个半导体开关S Aa_P和SAa_n，可以将 电流路径按某一方向接通。如果定义负载电流从输入相流向输出相为电流正方向，那么当 负载电流为正方向时，半导体开关SAa_p导通，当负载电流为负方向时，半导体开关SA a_n导通。 一般情况下，允许两个半导体开关SAa_P和SAa_ n同时管段，但不允许两个半导体开关SAa_P和 sAa_n同时导通，以防输入相之间短路。
[0005] 传统的控制方法一般是首先根据输出电压空间矢量和输入电流空间矢量的幅值 和相位，计算出输出电压空间矢量和输入电流空间矢量的所在区间以及对应的调制度，输 出电压空间矢量和输入电流空间矢量区间划分图如图3和图4;其次计算出所用电压空间矢 量的作用时间；然后根据输入电流空间矢量所在区间和输出电压空间矢量所在区间，确定 所用的五个电压空间矢量;最后按照矩阵变换器的空间矢量调制策略，在每个调制周期中 电压空间矢量对应的作用时间，确定五个电压空间矢量的开关状态顺序。按此开关状态顺 序和作用时间控制双向功率开关，则在每个调制周期中可以获得与期望电压的平均值相同 的输出电压。
[0006] 为实现上述控制目的，矩阵变换器的控制一般采用CPU控制器和四步换流逻辑电 路(CPLD)复杂可编程逻辑器件来完成。CPU控制器实现输出6路输入电流空间矢量扇区号、6 路输出电压空间矢量扇区号和由作用时间生成的4路PWM信号；四步换流逻辑电路(CPLD)复 杂可编程逻辑器件实现解码、延迟和开关序列的功能，最终生成18路开关驱动信号输出至 驱动电路，以控制矩阵变换器。为了输出6路输入电流空间矢量扇区号和6路输出电压空间 矢量扇区号与由作用时间生成的4路PWM信号的同步，还需要使用一片锁存器以实现扇区号 和4路PWM信号的同步。这样使得CPU控制器的输出信号过多导致信号之间需要增加信号的 同步控制，从而增加控制的难度，同时由于四步换流逻辑电路(CPLD)复杂可编程逻辑器件 要实现解码、延迟和开关序列三种功能，使得CPLD复杂可编程逻辑器件的软件编程过于复 杂，最终导致控制系统的整体性能变差。
【发明内容】
[0007] 为克服传统矩阵变换器空间矢量调制策略的不足，本实用新型提出了一种矩阵变 换器空间矢量调制策略的控制系统，有效简化了控制电路，降低了系统控制难度，减少了 CPLD的工作量，降低了CPLD软件编程的难度，提高了CPLD的工作效率，减少了系统的故障 率，从而使系统的控制性能得到提尚。
[0008] 本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0009] 依据本实用新型提出的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其中包括 矩阵变换器主电路、负载电流方向信号检测电路、输入电压信号检测电路、CPU控制器、2-4 译码器、四步换流逻辑电路；
[0010] 其中，所述输出代表功率开关器件驱动信号的四步换流逻辑电路的输出端与矩阵 变换器主电路九个双向功率开关的输入控制端连接;输出代表负载电流方向信号的负载电 流方向信号检测电路的输出端与四步换流逻辑电路的电流输入端连接；
[0011 ]输出代表输入电压信号的输入电压信号检测电路的输出端与CPU控制器的电压输 入端连接;输出代表电压空间矢量地址信号的CPU控制器的输出端与2-4译码器的地址输入 端连接;输出代表九个双向功率开关驱动信号的2-4译码器的输出端与四步换流逻辑电路 的控制输入端连接。
[0012] 前述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其中，所述CPU控制器是利 用输出电压空间矢量区间号Sv、输入电流空间矢量区间号Si和空间矢量作用时间顺序号S t 通过查三维查询电压空间矢量选择表和输出电压空间矢量对应地址信号表得到送入2-4译 码器的地址信号的一种控制器。
[0013] 前述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其中，所述2-4译码器是把 从CPU控制器输出的地址信号换成开关器件的驱动信号并送入四步换流逻辑电路的一种转 换器。
[0014] 前述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其中，所述四步换流逻辑 电路是根据负载电流方向信号检测电路得到的负载电流方向信号实现开关器件准确、安全 换流的一种电路。
[0015] 前述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其中，负载电流方向信号 检测电路由电流传感器构成，所述电流传感器选用霍尔型电流传感器。
[0016] 本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术方案进一步实现。
[0017] -种前述的矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其控制方法是根据输出电 压空间矢量区间号Sv、输入电流空间矢量区间号Si和空间矢量作用时间顺序号St，利用CPU 控制器查三维查询电压空间矢量选择表(表2)得到当前所用电压空间矢量，再利用电压空 间矢量对应的地址信号送入三个2-4译码器产生开关器件的驱动信号，通过四步换流逻辑 电路(CPLD)驱动矩阵变换器的九个开关器件，实现对矩阵变换器的控制;其具体步骤如下：
[0018] (1):根据期望输出电压幅值和频率求出输出电压空间矢量u。;利用输入电压信号 检测电路得到的三相输入相电压求出输入电压空间矢量m。
[0019] ⑵：利用输出电压空间矢量的幅值U。和输入电压空间矢量的幅值Ui计算出矩阵变 换器的电压调制度m。
[0020] (3):利用输出电压空间矢量的相位Θ。计算出输出电压空间矢量所在的区间Sv，并 求出输出电压空间矢量所在区间的相对位置角Θ。'。
[0021] (4):利用输入电压空间矢量的相位0,计算出输入电流空间矢量所在的区间51，并 求出输入电流空间矢量所在区间的相对位置角θ' 1<3
[0022] (5):根据电压调制度m、输出电压空间矢量所在区间的相对位置角Θ。'和输入电流 空间矢量所在区间的相对位置角Μ i计算出电压空间矢量的作用时间：Tam、Tan、Tftn、Tfti、T〇。
[0023] (6):按照九段对称式电压空间矢量调制模式，九段对称式空间矢量调制模式空间 矢量作用时间顺序图如图5,根据五个开关状态的调制顺序计算出电压空间矢量作用的时 间顺序号St。
[0024] (7):根据输出电压空间矢量区间号Sv、输入电流空间矢量区间号Si和空间矢量作 用时间顺序号St，利用CPU控制器查三维查询电压空间矢量选择表(表2)得到当前所用电压 空间矢量U( s)3,并利用输出电压空间矢量对应地址信号表(表1)求出电压空间矢量对应的 地址信号U(S)2。
[0025] (8):把电压空间矢量对应的地址信号U(s)2通过CPU控制器ΠΜ1~PWM6输出口送入 2-4译码器。
[0026] (9):由2-4译码器输出的开关器件驱动信号通过四步换流逻辑电路(CPLD)驱动矩 阵变换器的九个开关器件，实现对矩阵变换器的控制。
[0027] 前述的控制方法，所述输出电压空间矢量u。就是根据期望输出的相电压幅值U。和 频率ω。利用如下计算公式得到的电压空间矢量：
[0029]前述的控制方法，所述输入电压空间矢量m就是通过输入电压信号检测电路得到 的三相输入相电压Ua = UiC〇s( ω it)、Ub = UiC〇s( ω it-2V3)、Uc = UiC〇s( ω it+2V3)利用如 下计算公式得到的电压空间矢量：
[0031 ]前述的控制方法，所述电压调制度m就是利用输出电压空间矢量的幅值U。和输入 电压空间矢量的幅值U利用如下计算公式得到的调制度：
[0033] 前述的控制方法，所述输出电压空间矢量所在的区间信号Sv和输出电压空间矢量 所在区间的相对位置角Θ。'就是根据输出电压空间矢量的相位Θ。得到的信号，计算公式如 下：
[0034] ⑴当 〇〈θ。彡 jt/3 时，SV=1，0O，=0O;
[0035] ⑵当 π/3〈θ。彡 2jt/3时，Sv = 2，Θ。，= 0q-jt/3 ;
[0036] ⑶当 2π/3〈θ。彡 jt时，Sv = 3，θ。，= θ〇-2π/3;
[0037] ⑷当 π〈θ。彡 4π/3时，Sv = 4，0o，=0o-jt;
[0038] (5)当 4π/3〈θ。彡 5π/3时，Sv = 5，θ。，= θ0-4π/3;
[0039] (6)当 5π/3〈θ。彡 2π时，Sv = 6，θ。，= θ〇-5π/3。
[0040] 前述的控制方法，所述输入电流空间矢量所在的区间信号Si和输入电流空间矢量 所在区间的相对位置角θ'i就是根据输入电压空间矢量的相位得到的信号，计算公式如 下：
[0041] ⑴当 = =
[0042] ⑵当Ji/6〈9i彡jt/2时，Si = 2，θ' i = 0^/3;
[0043] ⑶当Ji/2〈9i彡5jt/6时，Si = 3，θ' i = 0i-2Ji/3;
[0044] ⑷当 5V6〈9i 彡 7jt/6 时，= =
[0045] (5)当7V6〈9i彡9jt/6时，Si = 5，θ' i = 0i-4Ji/3;
[0046] (6)当9V6〈9i彡 1 1jt/6时，Si = 6，θ' i = 0i-5Ji/3。
[0047] 前述的控制方法，所述电压空间矢量的作用时间Tam、Tan、Tfim、Tfin、T〇就是电压调制 度m、输出电压空间矢量所在区间的相对位置角θ'。和输入电流空间矢量所在区间的相对位 置角θ'4导到的时间信号，计算公式如下：
[0048] Tam=m · sin(60° -θ〇') · sin(60° -Θ7 i)
[0049] Tan=m · sin(60°-9〇,) · sinBi'
[0050] Tftn=m · sin9〇' · sin(60。-θ'i)
[0051] Tpn=m · sin0〇' · sinB7 i
[0052] T〇 = Ts-Tam_Tan-Tftn_Tfc 0
[0053] 前述的控制方法，所述电压空间矢量作用的时间顺序号St就是根据五个开关状态 的调制顺序和作用时间得到的信号，计算公式如下：
[0054] ⑴如果Sv+Si为奇数，则Ti = Tam，T2 = Tan，T3 = Tfk，T4 = Ten，T5 = T〇 ;
[0055] ⑵如果Sv+Si为偶数，则Ti = Tan，T2 = Tam，T3 = Ten，T4 = Tfk，T5 = T〇 ;
[0056] 因此：
[0057] ①当 0 彡tCh/2 时，St=l;
[0058] ②当 1/2 彡 ^(1^+1^)/2时，St = 2;
[0059] ③当（T1+T2) /2 彡 t〈（ T1+T2+T3) /2 时，St = 3;
[0060] ④当（T1+T2+T3) /2 彡 t〈（ T1+T2+T3+T4) /2 时，St = 4;
[0061 ]⑤当（T1+T2+T3+T4) /2 彡 t〈（ T1+T2+T3+T4) /2+To 时，St = 5;
[0062]⑥当（Ti+T2+T3+T4)/2+Tq彡 t〈（Ti+T2+T3)/2+To+T4 时，St = 6;
[0063 ]⑦当（T1+T2+T3) /2+Tq+T4 彡 t〈（ T1+T2) /2+TQ+T4+T3 时，St = 7;
[0064] ⑧当（Ti+T2)/2+Tq+T4+T3 彡 t〈Ti/2+To+T4+T3+T2 时，St = 8;
[0065] ⑨当 T1/2+TQ+T4+T3+T2 < t〈To+T4+T3+T2+Ti = Ts 时，St = 9;
[0066] 前述的控制方法，所述当前所用电压空间矢量U(s)3就是根据输出电压空间矢量区 间号Sv、输入电流空间矢量区间号Si和空间矢量作用时间顺序号S t，利用CPU控制器查三维 查询电压空间矢量选择表(表2)得到的电压空间矢量；
[0067]所述电压空间矢量对应的地址信号U(s)2就是根据当前所用电压空间矢量U(s)3查电 压空间矢量对应地址信号表(表1)得到的信号。
[0068] 前述的控制方法，所述PWM1~PWM6信号就是由CPU控制器根据电压空间矢量对应 的地址信号U( s)2得到的输出信号；
[0069] 所述2-4译码器输出的开关器件驱动信号就是由2-4译码器根据PWM1~PWM6信号 得到的间接驱动信号；
[0070] 所述四步换流逻辑电路(CPLD)的输出信号就是经过四步换流逻辑电路(CPLD)换 流处理后的驱动开关器件的直接驱动信号。
[0071] 本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本 实用新型一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统可达到相当的技术进步性及实用 性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
[0072] (1)本实用新型根据输出电压空间矢量区间号Sv、输入电流空间矢量区间号Si和空 间矢量作用时间顺序号St利用三维电压空间矢量表求出当前所用电压空间矢量，利用电压 空间矢量对应的地址信号，CPU控制器只需输出6路控制信号，不涉及信号的同步问题，因而 简化了控制电路，降低了系统控制难度；
[0073] (2)本实用新型通过CPU控制器输出的6路控制信号利用三个2-4译码器产生开关 器件驱动信号，减少了 CPLD的工作量，使得CPLD只专注于开关器件的四步换流，降低了 CPLD 软件编程的难度，提高了 CPLD的工作效率，减少了系统的故障率，从而使系统的控制性能得 到提尚。
[0074] 综上所述，本实用新型一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统在技术上有 显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0075] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技 术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征 和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0076] 图1.本实用新型的控制系统不意图。
[0077]图2.双向功率开关图（以SAa为例）。
[0078] 图3.输出电压空间矢量区间划分图。
[0079] 图4.输入电流空间矢量区间划分图。
[0080] 图5.九段式空间矢量调制模式空间矢量作用时间顺序图。
【具体实施方式】
[0081] 为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下 结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控 制系统，其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0082] 结合图1所示，在硬件电路结构上，本实用新型包括:矩阵变换器主电路、负载电流 方向信号检测电路、输入电压信号检测电路、CPU控制器、2-4译码器、四步换流逻辑电路；
[0083] 其中，所述输出代表功率开关器件驱动信号的四步换流逻辑电路的输出端与矩阵 变换器主电路九个双向功率开关的输入控制端连接;输出代表负载电流方向信号的负载电 流方向信号检测电路的输出端与四步换流逻辑电路的电流输入端连接；
[0084] 输出代表输入电压信号的输入电压信号检测电路的输出端与CPU控制器的电压输 入端连接;输出代表电压空间矢量地址信号的CPU控制器的输出端与2-4译码器的地址输入 端连接;输出代表九个双向功率开关驱动信号的2-4译码器的输出端与四步换流逻辑电路 的控制输入端连接。
[0085] 对以上六个部分的具体说明如下：
[0086] (1)矩阵变换器主电路
[0087]三相矩阵变换器主电路由九个双向功率开关，按3X3开关矩阵形式构成，每一个 开关都是双向功率开关，并由两个反向串联的半导体开关构成，一般选用具有一个反并联 二极管的绝缘栅极双极晶体管（IGBT)作为此半导体开关，两个反向串联的半导体开关可采 用"共发射极"或者"共集电极"的拓扑结构。
[0088] (2)负载电流方向信号检测电路
[0089] 负载电流方向信号检测电路的主要目的是为实现开关器件四步换流提供负载电 流的方向。负载电流方向信号检测电路由电流传感器构成；电流传感器可采用现有的各种 电流传感器，最好用霍尔型电流传感器，利用霍尔型电流传感器可以把电流信号转换为电 压信号。
[0090] (3)输入电压信号检测电路
[0091] 输入电压信号检测电路的主要目的是为求出电压调制度m、输入电流空间矢量所 在的区间31、输入电流空间矢量所在区间的相对位置角θ',提供三相输入电压的同步信号， 输入电压信号检测电路由同步变压器构成。
[0092] (4)CPU 控制器
[0093] CPU控制器是控制电路的核心，主要完成输出电压空间矢量区间号Sv、输入电流空 间矢量区间号Si和空间矢量作用时间顺序号St的计算、查三维查询电压空间矢量选择表(表 2)得到当前所用电压空间矢量、查输出电压空间矢量对应地址信号表(表1)得到送入三个 2-4译码器的地址信号;CPU控制器一般有DSP控制芯片或者单片机构成。
[0094] (5) 2-4 译码器
[0095] 2-4译码器的作用就是把从CPU控制器得到的地址信号转换成开关器件的驱动信 号并送入四步换流逻辑电路实现开关器件的驱动控制；2-4译码器采用M74HC139/74HC139 芯片。
[0096] (6)四步换流逻辑电路
[0097] 四步换流逻辑电路的目的主要是根据负载电流方向信号检测电路得到的负载电 流方向信号实现开关器件准确、安全的换流;四步换流逻辑电路采用CPLD实现。
[0098] 本实用新型的表1和表2分别如下所示：
[0099] 表1.输出电压空间矢量对应地址信号表
[0102] 表2.三维查询电压空间矢量选择表
[0105]本实用新型的控制方法是这样实现的：根据输出电压空间矢量区间号Sv、输入电 流空间矢量区间号&和空间矢量作用时间顺序号St，利用CPU控制器查三维查询电压空间矢 量选择表(表2)得到当前所用电压空间矢量，再利用电压空间矢量对应的地址信号送入三 个2-4译码器产生开关器件的驱动信号，通过四步换流逻辑电路(CPLD)驱动矩阵变换器的 九个开关器件，实现对矩阵变换器的控制。
[0106] 具体步骤如下：
[0107] 第一步：根据期望输出电压幅值和频率求出输出电压空间矢量，
间矢量，
.利用输入电压信号检测电路得到的三相输入相电压求出输入电压空 ，.
[0108]第二步：利用输出电压空间矢量的幅值U。和输入电压空间矢量的幅值Ui计算出矩 阵变换器的电压调制度m，计算公式如下：
[0109] 第三步：利用输出电压空间矢量R β7 θ°_的相位Θ。计算出输出电压空间矢量所在的 区间Sv，并求出输出电压空间矢量所在区间的相对位置角Θ。'，计算公式如下：
[0110] (1)当 0〈θ。彡 JT/3 时，Sv=l，0o，=0o;
[0111] ⑵当 3?/3〈θ。彡 2jt/3时，Sv = 2，θ。，= θ0-??/3;
[0112] (3)当 2π/3〈θ。彡 jt时，Sv = 3，θ。' = θ0-2π/3;
[0113] ⑷当 π〈θ。彡 4π/3时，Sv = 4，0cl，=0o-ji;
[0114] (5)当 4π/3〈θ。彡 5π/3时，Sv = 5，θ。' = θ0-4π/3;
[0115] (6)当 5π/3〈θ。彡 2π 时，Sv = 6,9o'=0o-5jt/3。
[0116] 第四步:为提高矩阵式变换器的功率因数，设定输入电压空间矢量〃；与 输入电流空间矢量| 的相位差坍，利用输入电压空间矢量岣=1/^1的相位 贫+仍.=0计算出输入电流空间矢量所在的区间51，并求出输入电流空间矢量所在区间的相 对位置角θ'i，计算公式如下：
[0117] ⑴当-ji/6〈0i 彡 jt/6 时，3土 = 1，0\ = 01;
[0118] ⑵当Ji/6〈9i彡jt/2时，Si = 2，θ' i = 0^/3;
[0119] ⑶当 π/2〈θ? 彡 5jt/6 时，3土 = 3,9\ = 0广211/3;
[0120] ⑷当 = =
[0121] (5)当7V6〈9i彡9jt/6时，Si = 5，θ' i = 0广牡/3;
[0122] (6)当9V6〈9i彡 1 1jt/6时，Si = 6，θ' i = 0i-5Ji/3。
[0123] 第五步:根据电压调制度m、输出电压空间矢量所在区间的相对位置角V。和输入 电流空间矢量所在区间的相对位置角θ'i计算出电压空间矢量的作用时间：
[0124] Tam=m · sin(60。-θ〇'）· sin(60。-θ' i)
[0125] Tan=m · sin(60。-θ。') · sinQ7 i
[0126] Tftn=m · sinQ〇' · sin(60。-θ'i)
[0127] Τβη=πι · sinBo' · sinB7 i
[0128] T〇 = Ts_Tam_Tan-Tftn_I^n〇
[0129] 第六步:按照九段对称式电压空间矢量调制模式，九段对称式空间矢量调制模式 空间矢量作用时间顺序图如图5,根据五个开关状态的调制顺序计算出电压空间矢量作用 的时间顺序号St。
[0130] ⑴如果 Sv+Si 为奇数，则= = = = =
[0131] ⑵如果Sv+Si为偶数，则Ti = Tan，T2 = Tam，T3 = Tfin，T4 = Tfk，T5 = T〇 ;
[0132] 因此：
[0133] ①当 0 彡 tCTi/2 时，St=l;
[0134] ②当 Ti/2 彡{〈（Ti+T〗）/^时，St = 2;
[0135] ③当（Ti+T〗）/^ 彡 UO'i+h+Ts)/^ 时，St = 3;
[0136] ④当（T1+T2+T3) /2 彡 t〈（ T1+T2+T3+T4) /2 时，St = 4;
[0137] ⑤当（Τι+Τ2+Τ3+Τ4)/2 彡 t〈（Ti+T2+T3+T4)/2+To 时，St = 5;
[0138] ⑥当（Ti+T2+T3+T4)/2+Tq彡 t〈（Ti+T2+T3)/2+To+T4 时，St = 6;
[0139 ]⑦当（T1+T2+T3) /2+Tq+T4 彡 t〈（ T1+T2) /2+TQ+T4+T3 时，St = 7;
[0140] ⑧当（Ti+T2)/2+TQ+T4+T3<t〈Ti/2+TQ+T4+T3+T2 时，St = 8;
[0141] ⑨当 T1/2+TQ+T4+T3+T2 彡 t〈To+T4+T3+T2+Ti = Ts 时，St = 9;
[0142 ]第七步:根据输出电压空间矢量区间号Sv、输入电流空间矢量区间号Si和空间矢量 作用时间顺序号st，利用CPU控制器查三维查询电压空间矢量选择表(表2)得到当前所用电 压空间矢量U( s)3，并利用输出电压空间矢量对应地址信号表(表1 )求出电压空间矢量对应 的地址信号U(s)2。
[0143] 第八步:把电压空间矢量对应的地址信号U(s)2通过CPU控制器P丽1~P丽6输出口 送入三个2-4译码器产生开关器件的驱动信号。
[0144] 第九步:三个2-4译码器产生的开关器件驱动信号通过四步换流逻辑电路(CPLD) 驱动矩阵变换器的九个开关器件，实现对矩阵变换器的控制。
[0145] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟 悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内 容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内 容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍 属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其特征在于其包括:矩阵变换器主 电路、负载电流方向信号检测电路、输入电压信号检测电路、CPU控制器、2-4译码器、四步换 流逻辑电路； 其中，所述输出代表功率开关器件驱动信号的四步换流逻辑电路的输出端与矩阵变换 器主电路九个双向功率开关的输入控制端连接;输出代表负载电流方向信号的负载电流方 向信号检测电路的输出端与四步换流逻辑电路的电流输入端连接； 输出代表输入电压信号的输入电压信号检测电路的输出端与CPU控制器的电压输入端 连接;输出代表电压空间矢量地址信号的CHJ控制器的输出端与2-4译码器的地址输入端连 接;输出代表九个双向功率开关驱动信号的2-4译码器的输出端与四步换流逻辑电路的控 制输入端连接。2. 如权利要求1所述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其特征在于所 述CPU控制器是利用输出电压空间矢量区间号S v、输入电流空间矢量区间号&和空间矢量作 用时间顺序号St得到送入2-4译码器的地址信号的一种控制器。3. 如权利要求1所述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其特征在于所 述2-4译码器是把从CPU控制器输出的地址信号换成开关器件的驱动信号并送入四步换流 逻辑电路的一种转换器。4. 如权利要求1所述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其特征在于所 述四步换流逻辑电路是根据负载电流方向信号检测电路得到的负载电流方向信号实现开 关器件准确、安全换流的一种电路。5. 如权利要求1所述的一种矩阵变换器空间矢量调制策略的控制系统，其特征在于负 载电流方向信号检测电路由电流传感器构成，所述电流传感器选用霍尔型电流传感器。
【文档编号】H02M5/293GK205647271SQ201620380583
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】姬宣德, 段晓明
【申请人】洛阳理工学院