基于Zeta电路的高电压传输比矩阵变换器研究

针对传统矩阵变换器电压传输比低这一问题,提出了一种高电压传输比Zeta交一直一交矩阵变换器的电路拓扑结构.介绍了该拓扑结构的基本构成和工作原理,分析推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了双闭环控制策略的基本思想,最后通过仿真和样机试验证明了该电路的可行性和有效性.该电路的电压传输比可达1.0,甚至更高,这就突破了传统的矩阵变换器电压传输比最大为0.866的限制,且输出电压波形的失真度很小,因此具有很好的研究意义和应用价值.     

矩阵变换器新型SVPWM调制策略的仿真研究

针对矩阵变换器电压传输比偏低的问题,提出了一种优化的间接空间矢量的调制策略(新型SVP-WM).从理论上分析了新型SVPWM调制策略及其提高矩阵变换器电压传输比的性能,建立仿真模型进行仿真实验.理论分析和仿真实验研究均表明:在线性调制范围内新型SVPWM调制策略将电压传输比从传统间接空间矢量的0.866提高到0.955...     

基于交流斩波逆变器的交直交矩阵变换器研究

本文在矩阵变换器和交流斩波逆变器的基础上提出了三种新颖的交直交型矩阵变换器,称之为交流斩波式矩阵变换器(AC Claopper Matrix Converter,ACCMC).阐述了这类矩阵变换器的电路拓扑结构、工作原理,然后通过仿真研究和样机实验证明了该电路的可行性和有效性.该电路的电压传输比可达1.0,甚至更高,这就突破了传统的矩阵变换器电压传输比最大为0.866的限制,且输出电压波形的失真度很小,因此具有很好的研究意义和应用价值.     

Sepic矩阵变换器的双闭环控制研究

为提高矩阵变换器的电压传输比,加速其在电力传动领域的应用,在矩阵整流和交流斩波器的基础上提出了一种新颖的交直交型Sepic矩阵变换器。首先介绍单相Sepic逆变器的拓扑结构和工作原理,在此基础上进一步介绍基于矩阵整理和交流斩波的Sepic矩阵变换器的拓扑结构,然后分别阐述整流级和逆变级所采用的调制策略,最后通过仿真和样机试验证明该拓扑结构的正确性及调制策略的可行性。仿真和样机试验结果表明该系统的电压传输比能够达到1.0及以上,从而突破了传统矩阵变换器电压传输比最大为0.866的限制,且系统输出电压和电流波形的失真度很小,因此具有较好的研究价值。     

矩阵变换器空间矢量控制策略的改进

与传统的电压源型逆变器相比,矩阵变换器的主要缺点之一是输出输入电压传输比限制在0.866.在分析传统的矩阵变换器空间矢量调制(SVM)方法的基础上,以提高电压增益为目标,提出了改进的SVM策略.改进的调制策略没有使用零矢量,与传统矩阵变换器SVM策略相比,换流数量减少,输出输入电压传输比提高了约9.8%.通过Matlab仿真分析并搭建dSPACE硬件实时仿真平台对所提控制策略进行了实验研究,实验结果验证了改进的SVM策略的正确性.     

过调制矩阵变换器的电压传输特性及谐波分析

矩阵变换器电压传输比不大于0.866，是制约矩阵变换器发展的最重要因数之一，因此提高电压传输比的控制策略成为研究热点。矩阵变换器过调制方法在有些文献中提及，但论述简单，并没有实验证明。该文采用过调制方法来提高电压传输比，阐明了这种方法的实质，并通过仿真实验和物理样机实验证明这种方法的可行性和有效性，进一步分析了过调制时的电压传输特性及其谐波分布，其最大电压传输比可达到1.0左右。过调制模式Ⅰ其谐波含量不大，有较好的应用价值，其电压传输比可达0.955。过调制模式Ⅱ则有较大的谐波含量，需加以抑制。     

基波幅值线性控制双级矩阵变换器过调制策略

针对双级矩阵变换器(TSMC)电压传输比低的固有缺陷,采用一种可提高电压传输比的双级矩阵变换器空间矢量调制策略,该调制策略分为线性调制区和过调制区,过调制区参考电压矢量由两部分组成,推导了过调制区参考电压矢量表达式,并得出了与线性区相似的占空比表达式.该过调制策略不仅能使TSMC最大电压传输比从0.866提高到0.95...     

谐波注入法矩阵变换器电压传输特性研究

矩阵变换器至今还停留在实验研制阶段的主要原因之一是其电压传输比低,因此提高矩阵变换器电压传输比具有较大的现实意义.提出了一种基于谐波注入法的矩阵变换器控制策略,并对其电压传输特性进行了研究.利用MATLAB对该控制策略进行了仿真及样机实验.实验结果验证了该方法的可行性和有效性,并为矩阵变换器的进一步研究和应用提供了理论依据.     

具有高传输比的矩阵变换器结构研究

矩阵式交-交变频器具有无中间直流环节,可以任意调频,能量双向流动的诸多优点。但目前的矩阵变换器电压传输比多数只能达到0.866,限制了实用化进程。该文设计的泵式矩阵变换器结构,可以任意调节矩阵式变换器的传输比,从机理上解决了矩阵式变换器的传输比低的问题。     

适用于双级矩阵变换器的空间矢量过调制策略

针对双级矩阵变换器电压传输比低的固有缺陷,结合电流型及电压型变换器的过调制策略,提出了分别适用于双级矩阵变换器整流级和逆变级的空间矢量过调制策略,该过调制策略使最大电压传输比从0.866提高到1.053,输出电压基波幅值精确线性控制,谐波畸变率较小,其中逆变级调制策略还可有效抑制输入电压突升突降对输出性能的影响,同时无需预存大量数据,算法简单,易于实现。仿真和实验表明了文中过调制策略的可行性和正确性。     

一种提高矩阵变换器电压增益的空间矢量调制法

与传统的电压源型逆变器相比,矩阵变换器主要的缺点之一是在输入及输出电流为正弦时,输出输入电压传输比限制在0.866。为克服此缺点,在传统的矩阵变换器空间矢量调制方法的基础上,提出了一种提高电压增益的调制策略,进行了详细说明,概念清楚、控制简单,不需要复杂的数学计算。此调制策略没有使用零矢量,较传统方法换流数量减少,输出输入电压传输比提高到0.95以上,但输出电压及输入电流波形出现了一定程度的畸变。通过仿真证实了理论分析,也显示了此调制策略的优缺点。     

A Class of Quasi-Cuk DC/DC Converters: Steady-State Analysis and Design

In this paper, new topologies for quasi-Cuk converter are proposed. The proposed converters with different voltage and current transfer ratio and reduced voltage stress on capacitor can be employed in distributed generation (DG) systems. In this paper, steady-state analysis of two proposed quasi-Cuk converters in continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM) is presented. Then, besides values designing of used elements, maximum and minimum values of their current and voltage are calculated. Moreover, critical inductances between CCM and DCM for the proposed converters are calculated. Unique features of the proposed converters are different transfer ratio without employing additional elements compared to the conventional Cuk converter. Comparison of the proposed converters with conventional converter in terms of voltage transfer ratio, voltage stress on capacitor, and voltage stress on switch demonstrates advantages of the proposed converters. Finally, experimental results to verify the accuracy of the proposed converters in different operating modes are presented.     

一种用于三相逆变器的新型数字单周期区间控制研究

单周期控制由于具有控制简单、开关频率恒定和响应速度快等优点,在功率变换器中获得广泛应用。但传统单周期控制直流电压利用率不高,只有0.866。本文介绍一种用于三相逆变器的新型数字单周期区间控制,将直流电压利用率提高到1,同时也降低了开关损耗。文中给出数字控制方案的实现,搭建一台1kW实验平台,实验结果验证了方案的可行性。     

一种新的开关拓扑变换方法及新型多电平交-交变流电路

该文提出多电平电路可以通过对基本开关单元的延拓的方法导出，并采用该方法导出了几种新型的多电平交流一交流电流电路，其中包括多电平交流斩波电路和多电平矩阵电路。文中详细分析了3电平交流斩波电路和3电平矩阵电路的工作原理，介绍了3电平矩阵电路所采用的控制方法。与传统电路相比，新的3电平电路可利用的电平数增加1倍，输出电压谐波含量得以减小，并且可以采用较低电压等级的功率器件实现高电压、大功率的交流一交流变换。对这两种电路分别进行了仿真和实验，证实了电路的可行性和该文分析的正确性。     

负输出罗氏变换器——先进的电压举升技术

电压举升是一项广泛用于电子电路设计的技术,受寄生元件的影响,ＤＣ－ＤＣ升压变换器的输出电压和功率传递效率受到限制,电压举升技术为改善电路特性提供了好方法。负输出罗氏为换器和正输出罗氏变换器相对应的另一类ＤＣ－ＤＣ升压变换器系列。它正输入负输出,具有高功率密度和效率,简单廉价的拓扑结构,不同于任何已有的ＤＣ－ＤＣ升压变换器,拥有输出电压高,纹波小的优点     

Simplified quasi‐Z source indirect matrix converter

Conventional matrix converters have a limited voltage gain less than 0.866 and also require many power switches and additional input filter that ensures a low input current harmonics to the grid. Quasi‐Z source (qZS) indirect matrix converter can provide high voltage gain and ensure a sinusoidal input current without additional input filter, which requires 12 power switches in rectifier stage. In this paper, a simplified qZS indirect matrix converter is proposed to overcome aforementioned limitations and achieve (1) higher voltage gain than 0.866, (2) less power switches, and (3) LC‐filter function integrated in qZS network to avoid additional filter. The new converter's operating principle and equivalent circuits are analyzed, and the modulation method is presented. The input current closed‐loop control is employed to implement sinusoidal input current waveform even though the proposed converter has less power switches and without extra input filter. A test bench is used to verify the simplified qZS indirect matrix converter and control methods. Simulation and experimental results identically validate the proposed converter system with wide voltage gain range and low input current harmonics. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.