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原文传递航空航天应用中的空间矢量调制

专利名称：	航空航天应用中的空间矢量调制
摘要：	提供了用于减少飞行器中的电气系统中的切换损耗的系统和方法。在一个示例实施方式中，一种方法可以包括在飞行器的电力系统的逆变器处接收DC电力。逆变器可以是多相逆变器，其具有用于逆变器的每个输出相的至少一个桥电路。每个桥电路可包括多个切换元件。该方法可以包括由一个或多个控制设备产生多个占空比命令，用于每个桥电路的多个切换元件的操作。该方法可以包括由一个或多个控制设备根据多个占空比命令操作逆变器，以产生来自逆变器的多相AC电力输出。可以至少部分地使用空间矢量调制处理来产生多个占空比命令。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	通用电气航空系统有限责任公司
发明人：	大卫·安德鲁·伍德伯恩
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201780086245.2
公开号：	CN110291011A
代理机构：	上海华诚知识产权代理有限公司
代理人：	肖华
分类号：	B64D33/00(2006.01);B;B64;B64D;B64D33
申请人地址：	美国密歇根州
主权项：	1.一种用于在飞行器的电力系统中提供AC电力的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述电力系统的多相逆变器处接收DC电力，所述多相逆变器具有用于所述逆变器的每个输出相的至少一个桥电路，所述至少一个桥电路包括多个切换元件；通过一个或多个控制设备产生多个占空比命令，用于操作所述多个切换元件；和通过所述一个或多个控制设备，根据所述多个占空比命令操作所述多相逆变器，以产生用于一个或多个飞行器负载的多相AC电力输出；其中，至少部分地使用空间矢量调制处理来产生所述多个占空比命令。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述空间矢量调制处理包括不连续脉冲宽度调制处理，可变不连续脉冲宽度调制处理，连续空间矢量调制处理或选择性谐波消除处理中的至少一个。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中：响应于满足一个或多个阈值的所述一个或多个飞行器负载的电力需求，至少部分地使用具有第一上占空比限制和第一下占空比限制的不连续脉冲宽度调制处理来产生所述多个占空比命令；响应于不满足所述一个或多个阈值的所述电力需求，至少部分地使用具有第二上占空比限制和第二下占空比限制的不连续脉冲宽度调制处理来产生所述多个占空比命令；所述第一上占空比限制大于所述第二上占空比限制；并且所述第一下占空比限制小于所述第二下占空比限制。 4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述空间矢量调制处理包括：通过一个或多个控制设备访问多个占空比命令，所述多个占空比命令中的每个占空比命令与所述多相逆变器的所述多个输出相中的一个相关联；对于上推循环，实施用于所述多个占空比命令的上推处理；和对于下拉循环，实施用于所述多个占空比命令的下拉处理。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中实施所述上推处理，使得在所述下拉循环期间不切换所述至少一个桥电路的所述多个切换元件。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述上推处理包括：通过所述一个或多个控制设备，确定所述多个占空比命令中的最大值；通过所述一个或多个控制设备，确定所述多个占空比命令的所述最大值与上占空比限制之间的第一差值；和通过所述一个或多个控制设备，向所述多个占空比命令中的每一个添加所述第一差值，使得所述多个占空比命令中的所述最大值等于上阈值。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中当所述空间矢量调制处理包括所述不连续脉冲宽度调制处理时，所述上占空比限制是百分之百(100％)。 8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中当所述空间矢量调制处理包括所述可变不连续脉冲宽度调制处理时，所述上占空比限制在百分之五十(50％)和百分之百(100％)之间。 9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中实施所述下拉处理，使得在所述上推循环期间不切换所述至少一个桥电路的所述切换元件。 10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中所述下拉处理包括：通过所述一个或多个控制设备，确定所述多个占空比命令中的最小值；通过所述一个或多个控制设备，确定所述多个占空比命令中的所述最小值与下占空比限制之间的第二差值；和通过所述一个或多个控制设备，从所述多个占空比命令中的每一个减去所述第二差值，使得所述多个占空比中的所述最小值等于所述下占空比限制。 11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中当所述空间矢量调制处理包括所述不连续脉冲宽度调制处理时，所述下占空比限制为百分之零(0％)。 12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中当所述空间矢量调制处理包括所述可变不连续脉冲宽度调制处理时，所述下占空比限制是百分之零(0％)和百分之五十(50％)之间的占空比。 13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述上推循环和所述下拉循环与PWM循环的基频同相地实施。 14.一种用于飞行器的电力系统，其特征在于，包括： DC电源；多相逆变器，所述多相逆变器被构造成将来自所述DC电源的DC电力转换为用于一个或多个飞行器负载的AC电力，所述多相逆变器具有用于所述多相逆变器的多个输出相中的每个输出相的桥电路，每个桥电路包括多个切换元件；控制系统，所述控制系统被构造成：产生多个占空比命令，用于每个桥电路的所述多个切换元件的操作；根据所述多个占空比命令控制所述逆变器，以产生多相AC电力输出；其中，响应于满足一个或多个阈值的所述一个或多个飞行器负载的电力需求，至少部分地使用第一调制处理产生所述多个占空比命令，并且其中，响应于不满足所述一个或多个阈值的所述一个或多个飞行器负载的电力需求，至少部分地使用第二调制处理产生所述多个占空比命令。 15.根据权利要求14所述的电力系统，其特征在于，其中：所述第一调制处理包括具有第一上占空比限制和第一下占空比限制的不连续脉冲宽度调制处理；所述第二调制处理包括具有第二上占空比限制和第二下占空比限制的不连续脉冲宽度调制处理；所述第一上占空比限制大于所述第二上占空比限制；并且所述第一下占空比限制小于所述第二下占空比限制。 16.根据权利要求14所述的电力系统，其特征在于，其中：所述第一调制处理包括不连续脉冲宽度调制处理；并且所述第二调制处理包括连续空间矢量调制处理。 17.根据权利要求16所述的电力系统，其特征在于，其中：所述一个或多个阈值包括第一阈值和第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值；响应于满足所述第一阈值的所述电力需求，至少部分地使用所述不连续脉冲宽度调制处理产生所述多个占空比命令；响应于不满足所述第二阈值的所述电力需求，至少部分地使用所述连续空间矢量调制处理产生所述多个占空比命令。 18.一种飞行器，其特征在于，包括：多相逆变器，所述多相逆变器被构造成将DC电力转换为用于一个或多个飞行器负载的多相AC电力，所述逆变器具有用于所述多相逆变器的每个输出相的至少一个桥电路，所述至少一个桥电路包括多个切换元件；和控制系统，所述控制系统被构造成：响应于满足一个或多个阈值的所述一个或多个飞行器负载的电力需求，使用具有第一上占空比限制和第一下占空比限制的不连续脉冲宽度调制处理产生用于所述多个切换元件的操作的第一多个占空比命令；响应于不满足所述一个或多个阈值的所述一个或多个飞行器负载的电力需求，使用具有第二上占空比限制和第二下占空比限制的不连续脉冲宽度调制处理产生多个占空比命令，所述第一上占空比限制大于所述第二上占空比限制，所述第一下占空比限制小于所述第二下占空比限制；根据所述多个占空比命令控制所述逆变器，以产生所述多相AC电力输出。 19.根据权利要求18所述的飞行器，其特征在于，其中所述第一上占空比限制是百分之百(100％)，并且所述第一下占空比限制是百分之零(0％)。 20.根据权利要求18所述的飞行器，其特征在于，其中所述第二上占空比限制大于百分之五十(50％)，并且所述第二下占空比限制小于百分之五十(50％)。
所属类别：	发明专利