式(10)说明了在不对称系统中,输入电流与电网电压的非零序分量成比例,并且三相电压源承载相等的负载。但是传统矢量模式单周期控制的区间选择是基于三相电网电压,这显然不适于不对称电网系统。考虑一般性及极端情况,设A相正常,C相幅值降为额定的10%,相位超前A相1500,B相缺失,如图3所示。
图3 B相缺相时的不对称电网
B相的过零点无法确定,[00-3600]各区间参数如表2,在区间[1800-2400]内控制参数不能确定,因此单周期控制器不能发出正确的驱动信号,即在电网缺相极端情况下,系统不能正常工作。图5所示为不对称三相电压及其对应的非零序分量,而三相电流与非零序电压分量成比例,在[00-600]区间内Van0、Vcn0有过零点,由过零点划分矢量区间,则在[00-600]可继续划分区间1、2和3,分别对应C相桥臂开关、B相桥臂开关及A相桥臂开关保持开通或关断,而传统的矢量模式单周期控制在[00-600]只有B相保持开通或关断,因此开关损耗未能最小。本文采用三相电压非零序分量选择矢量区间,控制框图如图4。
图4单周期控制电路框图
非零序电压分量矢量区间划分如图6所示。在区间I内: Vbn0<0,Van0>0,Vcn0>0即Sbn=1。从(9)式得Va> Vb,Vc> Vb,仍然包含于传统的矢量模式单周期控制的区间选择中。同理可划分其余区间如表3,vp、vn是对应区间内的线电压,ip、in是对应区间内相电流。从表中可知非零序分量矢量区间划分消除了极端缺相不对称时的未定开关状态参数,保证了系统的可靠工作,提高了矢量模式单周期控制的可靠性能。另外在对称电网中由于零序分量V0=0,所以有Va= Van0,Vb=Vbn0,Vc=Vcn0,此时为传统矢量模式单周期控制,即同时满足对称电网系统。