永磁同步电机-矩阵变换器新型电流调制策略研究

为保证矩阵变换器具有良好的输入与输出性能,提出输入电流空间矢量调制与正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)电流控制相结合的控制策略,构建交交驱动的永磁同步电机矢量控制系统。把矩阵变换器等效为虚拟的交直交结构,详细分析了输出电流的合成过程,并推导出一个开关周期内矩阵变换器虚拟直流环节的电压与电流表达式,为实现矩阵变换器的虚拟逆变器及虚拟整流器的对应控制策略提供了理论依据。原理样机试验结果表明,采用空间矢量SPWM电流控制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的矢量控制,而且也提高了输入侧的性能。     

基于LCL滤波SPWPM高频链式矩阵变换器控制策略

提出一种新型的矩阵变换器控制策略.该控制策略通过有效变动SPWM波形的结构,得到使变压器工作于高频状态的SPWPM波形.将常规的SPWM波进行软化处理后,引入脉冲密度调制方式,使软化的SPWM波与双极性三态SPWPM波保持同步.并对正负极性调制后的软SP-WM波经过逻辑处理后,作为矩阵变换器开关管的驱动信号.矩阵变换器...     

基于数字信号处理器的正弦脉宽调制矩阵变换器

将正弦脉宽调制(SPWM)控制技术应用于矩阵变换器中,导出了矩阵变换器的SPWM调制策略,控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320F240数字信号处理器设计了矩阵变换器控制系统,分析了该系统的控制方法,给出了系统的硬件框图、软件流程图。该系统可满足矩阵变换器对控制实时性的要求,且性能良好,系统软、硬件设计简单。     

正弦脉宽调制矩阵变换器

将正弦脉宽调制(SPWM)控制技术应用于矩阵变换器中,导出了矩阵变换器的SPWM策略,控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320LF2407 DSP设计了矩阵变换器控制系统,并详细分析了系统的控制方法,给出了系统的硬件框图、软件流程图。此系统满足了矩阵变换器对控制实时性的要求,性能良好,而且系统软、硬件设计简单。     

基于数字信号处理器的正弦脉宽调制矩阵变换器

将正弦脉宽调制（SPWM）控制技术虚用于矩阵变换器中，导出了矩阵变换器的SPWM调制策略，控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320F240数字信号处理器设计了矩阵变换器控制系统，分析了该系统的控制方法，给出了系统的硬件框图、软件流程图。该系统可满足矩阵变换器对控制实时性的要求，且性能良好，系统软、硬件设计简单。     

矩阵变换器—永磁同步电机调速系统研究

针对矩阵变换器双电压合成控制策略和永磁同步电机磁场定向控制的特点,以网侧输入性能和电机调速性能为控制目标,给出了永磁同步电机的交一交直接控制.分析双电压合成控制策略的原理并构建了基于dSPACE为主控单元的矩阵变换器-永磁同步电机调速系统的实验系统.仿真及试验结果表明,采用双电压合成控制策略的矩阵变换器-永磁同步电机调速系统达到了良好的控制效果,实现了较好的网侧输入性能.     

基于拓扑解耦的矩阵式高频链逆变器控制新方法

针对矩阵式高频链逆变器复杂的拓扑结构,提出了一种基于拓扑解耦思想的新型控制策略.根据高频逆变桥生成高频电压波形的极性,将单相交流变换到三相交流的矩阵变换器拓扑解耦成2个常规的三相电压源逆变器,从而可将常规电压源逆变器的控制策略引入到对矩阵变换器的控制中.与应用矩阵变换器的交/直/交等效模型和优化控制算法相比,拓扑解耦控制策略从矩阵变换器拓扑本身入手,原理实现简单,并能极大简化对矩阵变换器的分析过程.为便于系统理论分析,提出了"双向桥臂"概念.应用Saber仿真软件进行了仿真研究,并搭建实验样机进行了实验验证,结果表明该控制方法能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制策略的正确性.     

变速恒频无刷双馈风电机组的励磁电源研究

基于同步坐标下的无刷双馈电机的数学模型,研究变速恒频无刷双馈风电机组的矩阵变换器式交流励磁电源,提出了矩阵变换器的SPWM调制策略,并验证了矩阵变换器可以满足无刷双馈风电机组的运行条件。将矩阵变换器与电压型双PWM控制交-直-交变频器从响应速度和谐波含量方面,进行了详细的分析比较。在相同情况下,采用矩阵变换器励磁时,响应速度优于电压型双PWM交-直-交变换器。对矩阵变换器交流励磁变速恒频无刷双馈风电机组进行仿真分析,发电机组输出电流的谐波含量少。     

矩阵变换器交流励磁系统控制策略研究

矩阵变换器是一种新型的交交变换器,相对于传统的交直交变频器,它具有输入功率因数可控,无需直流储能元件,结构紧凑,体积小等优点.本文将矩阵变换器用于双馈型风力发电机励磁系统,提出了双馈电机并网和发电运行时矩阵变换器交流励磁系统的控制策略,该策略是将矩阵变换器的间接空间矢量控制,与基于定子电压定向矢量控制策略相结合,从而实...     

变速恒频无刷双馈风电机组的励磁电源研究

基于同步坐标下的无刷双馈电机的数学模型,研究变速恒频无刷双馈风电机组的矩阵变换器式交流励磁电源,提出了矩阵变换器的SPWM调制策略,并验证了矩阵变换器可以满足无刷双馈风电机组的运行条件.将矩阵变换器与电压型双PWM控制交-直-交变频器从响应速度和谐波含量方面,进行了详细的分析比较.在相同情况下,采用矩阵变换器励磁时,响应速度优于电压型双PWM交-直-交变换器.对矩阵变换器交流励磁变速恒频无刷双馈风电机组进行仿真分析,发电机组输出电流的谐波含量少.     

基于前馈补偿的SPWM矩阵变换器控制策略研究

矩阵变换器是一种AC/AC直接变换器，电网的任何非正常输入将直接恶化其输出电压特性。文中基于SPWM矩阵变换器提出了一种前馈补偿方案。通过检测输入线电压包络，对参考正弦进行预调制，使得正弦脉宽调制输出脉冲在宽度上给予自适应地补偿。文章分析了补偿原理并介绍了实现方法。采用Matlab/Simulink对补偿前后的输出特性进行了仿真对比 。分析和仿真表明该方案可以有效地改善矩阵变换器在非正常条件下的输出特性，验证了方案的有效性和正确性。该方案具有简单易行的优点，既便于硬件实现，又便于数字实现，而且计算量小。     

单相高频链矩阵逆变器解结耦SPWM策略及实现

单相高频链矩阵式逆变器由直流输入侧单向开关H桥逆变器、高频变压器和交流输出侧矩阵变换器三部分构成。针对矩阵式变换器如何实现阻感性负载安全换流的关键问题,结合研究对象拓扑结构的特点,运用解结耦分析思想,提出一种新的解结耦SPWM调制策略。文中阐述了该方案协调工作的控制原则,设计了相应的开关组合逻辑,详细分析了SPWM高频开关工作周期内电路的工作模态,总结了其切换规律,进行了相关的软件仿真和实验验证。研究结果表明,该策略可较为有效地解决高频链矩阵式逆变器的阻感性负载换流问题,且可以实现软开关动作,验证了调制方法和控制逻辑的可行性与有效性     

不平衡负载情况下矩阵变换器的拓扑改进及控制策略

针对3×3矩阵变换器(matrix converter,MC)不能带不平衡负载问题,提出一种新型的3×4MC,新增加的中线桥臂连接到负载中性点。建立其交-直-交的等效模型,并通过在等效模型上对3×4MC带不平衡负载的分析可知,获得三相对称输出电压的关键是对负载中性点电位的控制。继承3×3MC的空间矢量调制(space vector pulse width modu- lation,SVPWM)方法,并根据其调制特点,分析SVPWM与正弦脉宽调制(sinusoida pulse width modulation,SPWM)的内在关系：SVPWM实质上是在三相正弦调制波中注入了零序分量的改进SPWM。对中线桥臂单独采用SPWM方法,控制负载中性点的电压为相应的零序电压,使输出为三相对称电压。采用开关函数法对网侧的输入电流进行谐波分析,得出输入电流中低次谐波的表达式。最后针对所提出的3×4MC用Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证了其可行性。     

基于矩阵变换器的400Hz单相交流电源

依据三相/单相矩阵变换器(31MC,3-phase to 1-phase matrix converter)拓扑及SPWM控制技术,设计了一台单相400 Hz 4 kVA交流电源。提出了一种门极分时驱动策略,该信号综合了整流开关函数及SPWM信息,具有扇区自动切换,双向开关自然换流功能。该方法无需检测负载电流或双向开关两端电压降的极性,可靠性高,易于实现。文章详细地分析了此交流电源的工作原理,通过仿真和试验验证了方案的正确性。     

不对称规则采样法SPWM矩阵式变换器

通过对三相矩阵式AC-AC拓扑结构变换电路的分析,把AC-AC九开关式矩阵式变换器等效为虚拟“整流”和“逆变”2部分;分析了不对称规则采样法正弦脉冲宽度调制SPWM(Sine Pulse Width Modulation)波生成原理,并把不对称规则采样法SPWM调制应用于三相AC-AC矩阵式变换器。在理论上对这种变换电路推导出了各种条件下的开关组合、各开关组合的通断时序和通断时间计算公式。使用Matlab/Simulink对结论进行了仿真,证明了把不对称规则采样法SPWM调制应用于三相AC-AC矩阵式变换器是可行的,应用推导结论可根据需要在矩阵式变换器上生成相位、幅值、频率均可调的三相SPWM调制波。     

基于saber的感应电机控制系统仿真研究

采用交-直-交变换器对鼠笼式感应电机的电动状态进行控制,由于交-直-交变换器中间直流环节使AC/DC和DC/AC模块相互独立,AC/DC采用SPWM高频整流矢量控制,实现整流的高功率因数,DC/AC采用SVPWM空间矢量控制,以提高直流环节电压利用率,从而使感应电机获得优良的调速性能,在saber软件中对以上控制策略进行了仿真研究,仿真时采用Newton-Laphson算法及变步长仿真,仿真结果较真实的反映了感应电机的运行状况,仿真系统收敛性强,对今后研究感应电机的控制系统提供了有益参考。     

矩阵变换器驱动无刷直流电动机间接调制策略

将矩阵变换器用于驱动无刷直流电动机,实现对无刷直流电动机的交-交直接控制.基于矩阵变换器交-直-交等效模型,提出一种新的用于驱动无刷直流电动机的矩阵变换器间接调制策略.兼顾输入输出性能,分别对整流级和逆变级应用不同的PWM调制策略.整流级应用不合零矢量调制,逆变级采用120°PWM斩控调制方式.文中对所采用的调制策略进...     

一种新颖的三相高频链矩阵式逆变器的控制方法研究

矩阵变换器是一种新型拓扑结构的绿色"全硅"功率变换器,具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。文中就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,基于解结耦思路,提出一种新型SPWM混合调制策略,并详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。该控制策略可实现一步自适应换流,有效解决矩阵变换器的换流问题。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

Suppressing harmonics in four‐quadrant AC‐DC converters with chaotic SPWM control

In this paper, a new chaotic sinusoidal pulse width modulation (chaotic SPWM) control is proposed and implemented in a four‐quadrant AC‐DC converter for harmonics suppression, where a chaotic carrier plays a key role. Further, the relationship of the harmonic distribution and carrier frequency is derived by analyzing the harmonic components of the AC‐DC converter, which is useful for revealing the operation principle of the chaotic SPWM control for harmonic suppression. Finally, the simulation and experimental results illustrate the effectiveness of the proposed chaotic SPWM control on harmonics reduction. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种高性能三电平NPC整流器控制方法的研究

分析了三电平中点箝位PWM整流器的工作原理,并提出了一种基于d,q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点箝位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流的无差调节,以及有效抑制中点电位的直流和低频脉动等优点。文中详细介绍了电流以及中点电位控制器的设计,并给出了控制系统的具体软硬件实现。通过仿真和实验研究,验证了该控制方法的正确性和有效性。