矩阵变换器变步长换流策略

分析了传统四步换流及改进的四步换流策略的特点,以安全可靠换流和改善输出波形质量为目标,提出一种新的矩阵变换器变步长安全换流策略.该换流策略以电压法四步换流为基础,综合考虑了电压大小和电流方向,并据此划分了安全区域与不安全区域,在不同区域采用不同换流策略,既充分保证了换流可靠性,也减少了换流时间,改善了输出波形质量.最后,通过实验验证了所提出变步长安全换流策略的有效性与可靠性.     

双电压合成矩阵变换器换流策略的改进

换流问题是矩阵变换器工业应用的主要障碍之一.基于双电压合成策略,分析了传统的四步换流策略由于换流时刻存在延迟,降低了换流可靠性,并且会导致输入和输出波形发生畸变.根据四步换流策略的原理,将四步换流缩短为两步换流,大大减少了换流时间.利用Matlab/Simulink软件建立了相应的仿真模型,并利用dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验.仿真和实验结果表明,两步换流策略提高了换流可靠性,改善了输入输出波形质量,其输出电流THD值(总谐波畸变率)由4.68%降为2.67%.     

矩阵变换器电压法三步换流的研究与设计

基于输出电流方向换流策略的不足,提出了采用基于输入相电压的电压法安全换流策略,并将四步换流减少为三步以提高波形质量.在此基础上设计了用4片复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD)实现电压法三步换流,最后通过DS1005硬件仿真平台实验,验证了该设计的可靠性.     

基于CPLD矩阵式变换器换流策略的试验研究

详细介绍矩阵式变换器在四步换流策略原理的基础上,提出了变步长四步换流策略,缩短了换流时间,改善了输出电压的质量;给出了基于CPLD变步长四步换流策略的实现方式.试验结果验证了变步长换流策略及其实现方式的可行性和可靠性.     

矩阵式变换器的控制系统研究

在研究双电压控制策略和四步换流策略基础上,提出了改进的双电压控制策略和变步长四步换流策略,以方便、可靠地实现控制策略并改善输出质量.改进的控制策略简化了开关组合,减少了系统计算量;变步长的换流策略既充分保证了可靠性,也减少了换流时间.这里详细介绍了双电压控制算法的推导过程,针对其存在的窄脉冲问题给出了分析过程和处理方法...     

矩阵变换器改进型两步换流策略研究

矩阵变换器(MC)在工业生产中的应用提高了功率因数,减少了电网中的谐波污染。但换流困难是抑制其在大功率场合应用的主要原因。分析了传统四步换流和两步换流的特点,提出了一种改进型的两步换流策略。该策略通过三相开关的不同组合解决了因负载电流检测不准确导致的换流失败,既充分保证了换流可靠性,减少了换流时间,改善了输出波形质量。在以DSP+CPLD为主控单元的样机上进行了实验,实验结果验证了改进型换流策略的正确性和可行性。     

一种矩阵变换器输出电压的非线性前馈补偿方法

矩阵变换器通常采用基于输出电流方向检测的四步换流策略,但四步换流延迟及半导体器件压降会引起输出电压误差和谐波,降低了矩阵变换器输出电压质量.详细分析电压误差产生的原因,并提出了一种非线性前馈补偿方法.该方法是根据具体的四步换流次序及半导体器件压降,通过查表的方法,预先计算出实际电压误差,再通过前馈补偿输出电压误差,从而减少了输出电压谐波.将该方法应用于V/F控制进行验证,实验结果表明,该方法可以减少输出电压谐波.     

矩阵变换器实验分析及换流策略的改进研究

通过对矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)进行不同电压和频率的实验,验证了理论研究得出的主要结论:MC因没有续流路径而导致换流问题,以及采用双电压合成策略时,因换流步长固定而导致波形失真较严重的问题.分析了双电压合成策略;指出了传统四步换流方法存在的不足,以及电流大小对IGBT开关速度的影响;提出了一种变换流时间的改进四步换流法.通过实验验证了改进的MC换流策略的有效性和可靠性.     

矩阵变换器的一种新型两步换流策略

针对传统电压型4步换流步数多、死区大、输出波形质量差以及检测电路复杂等缺点,提出一种新型两步换流策略。该策略根据IGBT导通关断时间的不同,将换流步数缩短到两步;结合空间矢量控制策略,根据输入功率因数调节开关序列顺序,避免在过渡扇区内换流。新型方案不仅保证了换流过程安全可靠,而且提高了输出波形质量,简化了换流逻辑和采样调理电路。在矩阵变换器样机上验证了该方案的可行性和正确性。     

一种矩阵变换器输出电压的非线性前馈补偿方法

矩阵变换器通常采用基于输出电流方向检测的四步换流策略,但四步换流延迟及半导体器件压降会引起输出电压误差和谐波,降低了矩阵变换器输出电压质量。详细分析电压误差产生的原因,并提出了一种非线性前馈补偿方法。该方法是根据具体的四步换流次序及半导体器件压降,通过查表的方法,预先计算出实际电压误差,再通过前馈补偿输出电压误差,从而减少了输出电压谐波。将该方法应用于V/F控制进行验证,实验结果表明,该方法可以减少输出电压谐波。     

矩阵变换器的一种安全换流策略

矩阵变换器由于换流困难始终无法在大功率环境中得到推广应用,该文在传统的电压型两步换流法的基础上,提出一种过渡区间采用四步换流的安全换流策略,在电压接近的换流两相之间插入3个安全续流状态来实现换流,避免了电流型换流法小电流检测困难的问题,解决了原来换流法换区间时容易短路的现象,完善了电压型换流策略。该策略不仅对输入输出波形影响较小,而且实现较为简单,系统开关损耗也不会增长很多。全压380 V输入和5 kW功率输出实验结果表明,该换流策略是可行的。提出的新型换流策略可在大功率交-交电力变换中得到进一步推广和应用。     

基于换流角的桥臂交替导通多电平换流器电容电压控制

桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的桥臂由多个全桥子模块和带有反向并联二极管的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联,通过上下桥臂轮流导通来输出多电平的正弦波。如何维持AAMC子模块电容电压稳定是AAMC研究的难点。从桥臂能量平衡的概念出发,建立了在特定角度进行上下桥臂换流实现桥臂子模块电容电压控制的能量平衡方程,提出了换流角的计算方法。通过桥臂最大导通电压的研究,提出了两个换流角的解与无功功率的互补特性。依据无功方向优化选择换流角,有效降低了桥臂最大导通电压,减少了桥臂所需子模块的数量。通过换流角与电容电压耦合机理研究,提出了局部线性化的电容电压一阶模型,以此为基础提出了换流角前馈与比例—积分(PI)控制相结合的电容电压控制策略,既提高了控制响应的快速性,又保证了电容电压的稳定性。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了基于换流角的子模块电容电压控制方法的有效性。     

矩阵变换器双电压合成策略的非线性补偿法

为减少矩阵变换器因换流的延时、开关管的导通压降对输入、输出性能的影响,基于双电压合成调制策略,对四步换流的死区效应、管压降形成的机理进行了定量分析,得出了一种非线性补偿方法。该方法根据双电压合成策略由输入电压瞬时值合成输出电压的特点,将管压降产生的电压误差考虑到理想参考输出电压中得到新的参考输出电压,补偿因换流的延时引起输出电压误差所需的调制时间,并在dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验验证。结果表明,该非线性补偿方法不仅不需增加硬件及复杂的软件,简单易行,且减少了输出电流的谐波,改善了矩阵变换器的输出性能。     

双级矩阵变换器换流策略研究

针对双级矩阵变换器(TSMC)特殊的换流问题,研究了一种可使TSMC安全可靠工作的换流策略。分析了四步换流原理,给出了实现框图,并最终搭建了一台基于英飞凌单片机XE164+CPLD的实验样机,对换流策略进行了实验验证。实验结果表明,四步换流是一种切实可行的换流措施,不仅能实现TSMC安全可靠换流,且对TSMC输入输出性能无影响。     

基于DSP和CPLD的单级矩阵变换器设计

为了加快矩阵变换器(Marx Coverter,简称MC)产品化的步伐,研制了基于M57962L驱动的双向开关模块构成的5 kW单级MC样机,提高了系统的可靠性和集成度.分析了单级MC的间接空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略和四步半软换流的优化方案,讨论了硬件电路的参数设计,以及基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的软件设计方案.实验结果很好地验证了设计的可行性,为MC早日实现产品化提供了有效的设计方案.     

基于逆阻式IGBT的三相/单相矩阵式变换器

针对三相/单相矩阵式变换器系统,提出一种平均电压脉宽调制方法,通过实时检测三相输入相电压,经过简单计算即可对输出进行正弦调制.采用新型开关器件逆阻式IGBT(RB-IGBT)实现了一台3kW的三相/单相矩阵式变换器样机,并针对RB-IGBT独特的漏电流特性,提出一种基于输入电压大小检测、适用于RB-IGBT的两步换流方法.实验结果表明,该样机可以实现正弦的输出波形.从而证明了本文提出的控制策略和换流方法的有效性和可靠性.