双级矩阵变换器的过调制策略

针对双级矩阵变换器常规调制策略电压传输比低的问题,在不改变双级矩阵变换器拓扑结构的前提下,该文提出了一种可以提高电压传输比的双级矩阵变换器调制策略。该调制策略将双级矩阵变换器分为两级控制：整流级采用常规电流空间矢量合成法;逆变级根据电压传输比的不同要求将电压空间矢量调制区域分为线性调制区和过调制区。根据过调制程度要求的不同,又将过调制区域分为过调制区域Ⅰ和过调制区域Ⅱ,各个区域分别采用不同的调制模式控制逆变级的输出。论文从理论上分析了过调制策略的原理。仿真和实验结果表明, 双级矩阵变换器过调制时输出电压基波可以精确控制,谐波畸变率比较小,输入输出电流波形质量好。     

非正常输入情况下双级矩阵变换器调制策略的改进

针对常规空间矢量调制法不能抑制非对称、畸变等非正常输入电压对双级矩阵变换器输出所产生的影响,对双级矩阵变换器空间矢量调制策略进行改进,提出一种新的非正常输入电压表示方法以及抗扰分量的概念,通过在整流调制矢量中引入抗扰分量来提高双级矩阵变换器的输出波形质量.本文分析了改进调制策略的原理,利用Matlab/Simulink分别对在常规调制策略和改进调制策略下的双级矩阵变换器(TSMC)输出性能进行了仿真对比,结论表明所提方法不仅能对非正常输入电压引起的输出谐波进行有效抑制,而且简单易实现,从而验证了所提方法的正确性.     

实际应用中的矩阵变换器空间矢量调制算法及优化调制模式

矩阵变换器在实际应用中会出现非理想状况,空间矢量调制策略算法不恰当会引起输出波形畸变。考虑输入非正常工况和换流时间问题,提出空间矢量调制策略的实现算法和优化的调制模式,以获得宽调节范围、低谐波的输出性能。首先提出一种采用矢量幅值之比实时计算电压调制比的方法,实现矩阵变换器在输入电压正常和非正常工况下均能输出三相正弦对称电压的目的;然后分析7种调制模式在考虑换流时间情况下窄脉冲出现的几率,在此基础上提出优化的调制模式,以解决窄脉冲引起的输出波形畸变问题;最后,设计一套基于数字信号处理器和现场可编程门阵列的控制系统,实现所提算法。实验结果验证了该实用算法的正确性。     

矩阵变换器在非对称输入情况下输出电压波形的改善

在非对称输入电压情况下,对基于双空间矢量调制的矩阵变换器的输出电压波形进行了分析。提出了利用时变调制比改善输出电压波形的方法,在牺牲一定增益和增加少量计算时间的前提下,用可获得对称的输出电压。     

矩阵变换器直接空间矢量调制策略的优化

矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能.提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的驱动信号进行优化分配,降低器件的实际开关频率;为了消除换流延时对输出波形的影响,根据输入电压扇区和输出电流对驱动脉冲进行延时补偿;利用3个零矢量调制消除窄脉冲.实验证明,该方法可以较好地改善低调制比时直接空间矢量调制策略的输出性能.     

三电平矩阵变换器的电路拓扑与控制策略

多电平矩阵变换器(MMC)是在传统矩阵变换器(CMC)和多电平逆变器的基础上提出的一种新颖的电力变换装置,区别于以往将三电平矩阵变换器用两电平运行的调制策略,提出了三电平矩阵变换器的三电平运行调制策略,并可以推广到多电平。介绍了三电平矩阵变换器拓扑电路的生成,分析了构成拓扑电路的H桥开关单元工作状态,并详细地讨论了支路连接操作规律和开关单元操作规律。论述了基于空间矢量调制原理所产生的19个基本空间矢量及其构成的六边形空间矢量图,并提出了三电平运行时的调制策略。构建了Matlab/Simulink的三电平矩阵变换器的仿真模型,进行了仿真试验。仿真结果验证了调制策略的正确性,输出线电压形成5个电平的正弦波形,比传统的二电平矩阵变换器的输出波形更接近正弦波,谐波含量更低。     

矩阵变换器空间矢量PWM过调制策略的研究

针对矩阵变换器在实际应用中存在电压传输比较低的问题,基于空间矢量PWM研究了矩阵变换器的两种过调制策略.在过调制策略中根据电压调制系数不同,给出了参考电压矢量不同的调整策略,以提高电压传输比.在MATLAB下对过调制策略进行了仿真研究,仿真实验结果证实所提出的空间矢量PWM过调制策略能有效提高矩阵变换器的电压传输比.     

一种改进的矩阵式变换器空间矢量调制策略

针对矩阵变换器调制策略电压传输比低的问题,在深入研究矩阵式变换器空间矢量调制策略的基础上,提出了一种通过改变电压调制系数提高电压传输比的空间矢量过调制策略.根据电压矢量轨迹与空间矢量六边形位置的关系,将电压空间矢量调制区域分为线性调制区和过调制区,通过改变电压调制系数,从而实现过调制.最后建立MATLAB/Simulink仿真,结果表明空间矢量过调制策略可以有效提高电压传输比到0.955.     

抑制三电平矩阵变换器共模电压调制策略

与传统AC-DC-AC功率变换器相比,矩阵变换器作为一个通用的功率变换装置,能够轻易实现N个相位到M个相位的变换。矩阵变换器可以产生理想的输入输出波形、没有中间储能环节、能量双向流动、快速的动态响应等优点。三电平矩阵变换器能够提高电压传输效率、实现多电平电压波形输出、突破电压传输比0.866的限制。针对三电平矩阵变换器调制过程中存在的共模电压问题,提出了基于电容钳位三电平矩阵变换器的改进空间矢量调制算法,根据不同的调制系数选择不同的调制策略,能够将三电平矩阵变换器的共模电压减小到最小。通过实验和仿真平台验证该简化策略的可行性和正确性。     

基于双空间矢量调制的矩阵变换器仿真研究

基于双空间矢量调制的矩阵变换器具有输入功率因数高、输入电流波形好等一系列优点,已成为交-交变换器研究中最有潜力在实际生产中运用的理想变换器.首先分析了空间矢量调制的基本原理,探讨了降低开关损耗的优化调制策略,然后利用Matlab/Simulink仿真工具建立了矩阵变换器的仿真模型.仿真结果验证了双空间矢量调制策略的正确性,为后续试验研究提供了依据.     

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。     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

双级矩阵变换器过调制连续控制方法的研究

针对双级矩阵变换器TSMC(two-stage matrix converter)常规调制策略电压传输比低的问题,提出一种可以提高电压传输比的过调制连续控制方法。首先介绍TSMC的拓扑结构和数学模型,分析整流级所采用的无零矢量空间矢量调制方法,阐述逆变级所采用的过调制连续控制方法;然后在分析过调制连续控制方法的原理和特点基础上,利用MATLAB工具建立系统仿真模型,进行仿真验证;最后采用型号为TMS320LF2812的控制器制作了一台样机,进行物理实验。仿真和实验结果说明采用该方法可以对空间电压矢量脉冲宽度调制SVPWM(space vector pulse width modulation)的输出电压进行连续和平滑地控制至达到6阶梯波工况时的最大值。TSMC过调制时输出电压基波可以精确控制,输出电流电压波形质量好。     

电压传输比为1的矩阵变换器调制策略研究

将矩阵变换器等效为虚拟整流和虚拟逆变,并对整流级采用不可控调制,逆变级采用空间矢量过调制策略,以解决电压传输比低和调制算法复杂的问题。理论分析与仿真结果表明,双模过调制模式Ⅰ、模式Ⅱ和单模过调制策略均可使矩阵变换器电压传输比提高到1.0以上。综合电压传输比和输出波形畸变两方面因素,得出双模过调制模式Ⅰ是最理想调制策略。     

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...     

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。     

中点箝位型三电平逆变器空间矢量与虚拟空间矢量的混合调制方法

中点电压偏移是中点箝位型(neutral point clamped,NPC)多电平逆变器的主要缺点。空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,SVPWM)由于算法本身的缺陷,在调制度较高且功率因数较低时,电容电压出现低频波动。虚拟空间矢量调制(virtual SVPWM, VSVPWM)方法能够在全范围内处理中点电压偏移问题,但存在开关次数较多,谐波特性较差的缺点。该文建立含电容电压的NPC三电平逆变器的PWM模型,讨论SVPWM和VSVPWM的约束条件。在特定的区域采用SVPWM,其他区域采用VSVPWM,给出了这2种调制策略的切换条件。实验结果表明,混合调制方法(hybrid PWM,HPWM)较之以前的解决方案能够更好的平衡电容电压,并且也能够有效的降低开关次数和提高逆变器输出的谐波特性。     

变频器参数及调制方式对共模电压的影响

PWM变频器被广泛应用于在电机驱动系统中,但其输出电压中的共模电压会产生许多负面效应,因此确定影响共模电压的各种因素对提出有效的共模电压抑制策略有重要的意义。采用解析、仿真和实验验证的方法围绕变频器参数和调制方式对共模电压的影响展开研究,研究结果表明:变频器参数中直流母线电压利用率增大时共模电压减小;载波比变化时共模电压基本不变;死区时间增加时共模电压增大;不同调制方式SPWM和SVPWM在相同直流母线电压利用率下的共模电压大小相近。进一步讨论了在VVVF控制调速时直流母线利用率和载波比同时变化时共模电压的变化规律,实验表明低速时共模电压更大,应当重视电机低速时共模电压产生的危害。