整流级无零矢量TSMC的研究

根据双级式矩阵变换器(Twostage Matrix Converter简称TSMC)的工作原理,讨论了整流级和逆变级的调制策略。分析了双向开关整流级无零矢量的调制目的,推导了占空比的数学表达式。并用PSIM仿真软件对TSMC的调制策略进行验证,仿真结果表明了理论分析的正确性,为TSMC的实现提供一定的理论依据。     

整流级有零矢量的TSMC调制策略

在整流级无零矢量调制的双级式矩阵变换器(TSMC)中,各个PWM周期内整流级输出平均直流电压为时变量,增加了逆变级的控制难度.将常规矩阵变换器双空间矢量调制技术推广到TSMC中.分析了整流级有零矢量的TSMC双空间矢量调制原理.由于整流级输出的直流平均电压在一个PWM周期内为恒值.逆变级的调制系数不需要在每个PWM周期...     

TSMC的一种建模方法

双级式矩阵变换器是高阶的、多模态的、非线性的动态系统,提出应用2级开关状态函数建立其精确的数学模型.为了将模型中整流级和逆变级相乘的开关函数矩阵进行解耦,提出将整流级的输出电压波动看作逆变级闭环系统的环内扰动,将系统的建模简化成逆变级的建模分析.应用开关周期平均算子、坐标旋转变换、小信号扰动法,建立了系统逆变级的小信号...     

双级矩阵变换器输入功率因数可调的载波调制策略

载波调制方法的出现简化了双级矩阵变换器的控制,使用传统载波调制方法时在高调制区时会产生窄脉冲,且设定输入功率因数角较大时会有安全隐患。先对传统载波调制方法的窄脉冲现象进行研究,通过对调制函数的修正一定程度上避免了窄脉冲的产生,并在此基础上解决输入功率因数角较大时直流母线可能出现负压的问题,从而输入功率因数角不再受传统调制方法下有关调节范围的限制。实验结果证明了所提方案的正确性及可行性。     

双级矩阵变换器网侧功率因数的控制方法

与传统PWM变频器相比,双级矩阵式变换器具有输入功率因数可控、能量双向流动、无需大容量直流环节储能电容等优点。为了减小双级矩阵变换器对电网的不利影响,在对其进行控制的过程中,通常需要保证网侧功率因数为1。本文以双级矩阵变换器为研究对象,首先对其拓扑结构以及整流级和逆变级的控制策略进行了分析。在此基础上,研究了变换器前端功率因数角的调节范围。而后,考虑到输入滤波器的影响,推导得出了实际的网侧功率因数角和滤波器之后的功率因数角之间的关系。根据上述关系建立了实用的网侧功率因数调节方法,实现了单位功率因数。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

双级矩阵变换器的网侧功率因数

通过建立双级矩阵变换器数学模型,得到了网侧功率因数角的解析表达式,着重探讨了系统各参数对网侧功率因数的影响,得出了18开关双级矩阵变换器网侧功率因数可调范围受系统参数影响的结论,通过仿真试验表明了理论分析的正确性。为解决双级矩阵变换器输入功率因数不为1的问题,提出了网侧功率因数闭环控制方法,解决了目前网侧功率因数无法实现动态补偿的问题,使网侧功率因数在系统参数变化时仍然保持为单位功率因数,最后通过实验表明该方法的可行性与有效性。     

基于数学构造的矩阵变换器输入功率因数补偿算法

为了滤除矩阵变换器的输入电流高频谐波成分,需要安装输入滤波器。然而,输入滤波器会影响矩阵变换器输入功率因数,尤其在轻载运行情况下影响较大。为了在更宽范围内实现单位功率因数运行,提出一种基于数学构造的输入功率因数补偿算法,算法采用预估-校正思想,实现了更宽范围的精确单位功率因数运行,同时也不依赖输入滤波器的具体参数。实验结果验证了所提算法的正确性与可行性。     

无输入电压检测的平均电流型功率因数校正

在分析了现有平均电流型功率因数校正电路不足的基础上，提出了一种无输入电压检测的平均电流型功率因数校正技术.     

TSMC励磁的风力发电系统空载并网控制

双级矩阵变换器(TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源。根据交流励磁变速恒频风力发电运行的特点,将电网电压定向的矢量控制技术应用在双馈发电机的并网控制上。根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,使双馈风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流。实验结果表明,TSMC励磁双馈风力发电系统并网冲击电流较小,控制策略可行。     

中频下双级矩阵变换器整流级相位前馈校正算法

针对双级矩阵变换器(TSMC)应用于航空领域时,在中频下如果直接应用传统调制策略,整流级相位将出现滞后,从而附加滞后的功率角且减小电压传输比,在变频航空供电体制下甚至出现功率角和输出电压幅值的波动,影响输入输出波形质量这一问题,在分析中频下整流级相位滞后原因的基础上,根据梯形面积原理推出滞后相位大小,提出中频下TSMC...     

双级矩阵变换器空间矢量过调制策略研究

针对双级矩阵变换器(two stage matrix converter,TSMC)电压传输比偏低的问题,在空间矢量调制策略基础之上,分别将双模和单模两种过调制技术引入TSMC的整流级和逆变级。分析了这两种过调制技术运用于双级矩阵变换器的基本原理,给出了实现算法,在Matlab/Simulink下进行了算法的仿真实现,并通过仿真实验比较了两种技术的输出性能。实验结果表明,双级矩阵变换器采用过调制技术不仅可将电压传输比提高至1左右,而且输出波形质量较好。为双级矩阵变换器的进一步研究和应用提供了理论参考。     

基于航空交流电网的两级PFC技术的研究

随着航空用电设备的增多,大量谐波电流涌入航空电网,对其造成谐波污染,为消除这些谐波污染,研究了一种基于航空交流电网的两级功率因数校正(PFC)变换器。详细分析了电路结构和工作原理,并采用一种新颖的控制方案,可以有效减小PFC级的输出电压纹波。通过一台输出容量为350W的原理样机研究了两级PFC变换器的输入、输出性能。实验结果表明,该电路拓扑具有很高的功率因数,能够消除谐波污染,满足GJB181A标准要求。     

基于Quasi-Z源矩阵式变换器电压传输比的研究

为了克服传统矩阵式变换器电压传输比过低的问题,本文提出了基于Quasi-Z源网络的单相矩阵式变换器电路拓扑。采用Quasi-Z源电路拓扑的单相矩阵式变换器的优势在于:在升压的模式下,可以使变换器的电压传输比大于1;允许变换器桥臂瞬间短路或开路,从而提高系统可靠性;在不同输出频率下,通过改变占空比可以得到幅值可控的输出电压波形。本文首先对单相Quasi-Z源矩阵式变换器的工作原理和运行模式进行分析;给出了单相Quasi-Z源矩阵式变换器的状态方程数学模型,在此基础上,推导出了其电压传输比公式。最后通过PSIM电力电子仿真软件来搭建仿真模型,验证了理论的正确性和合理性。     

矩阵变换器输入功率因数可调时的换流控制策略

矩阵变换器的电压型两步换流策略具有换流过程快,开关损耗小,不受运行工况影响,控制系统结构简单等优点。针对该方法在输入电压换区间时易发生短路的现象,一些文献提出了一种带有过渡区间的电压型两步换流策略,较好地解决了矩阵变换器在较大功率输出条件下的换流问题,但是该方法只适用于输入功率因数为1附近的情况,当输入功率因数变化较大时,系统仍会发生短路问题。为此,本文在具体分析换流过程的基础上,提出了适用于输入功率因数可调时的换流方法,在过渡区间内通过判断电压的相对大小,使用换序法将大压差电压调整至调制顺序的中间,避免了换流时可能出现的短路现象,进一步完善电压型两步换流策略。最后,仿真和实验结果表明本文所提出的改进策略是正确可行的。     

一种新型的单级三相Buck-Boost功率因数校正整流电路研究

研究了一种新型的三相单级Buck—BoostPFC变换器,用一个PWM信号同时控制4个开关管的通断状态,实现升／降压调压;基于交流侧的LC滤波实现了功率因数校正,并解决了传统的Buck—Boost变换器体积过大和输出电压反向的问题。介绍了变换器的工作原理并分析了稳态时的工作状况、输入电流谐波状况;设计了电压闭环控制系统;利用MATLAB／Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了变换器的性能。