可编程逻辑器件(PLD)在矩阵变换器中的应用

本文根据矩阵变换器主电路换流的要求,阐述了应用四步换流策略的合理性和可行性,设计了与换流相关的电路。并利用PLD器件替代分立器件设计了控制模块。PLD器件依据空间向量算法,将PWM信号和输入电流扇区信号、输出电压扇区信号等进行组合逻辑运算得到开关组合及其导通顺序,并按四步换流策略将脉冲分配到对应开关,完成了开关的通断操作。分析表明,四步换流策略消除了对电路可能造成的危害。文章最后讨论了与换流有关的两个问题,并给出了实验波形图。     

矩阵式变换器双向开关四步换流技术研究

对矩阵式变换器(MC)中双向开关的安全换流课题进行了研究。分析了各种换流方案，进而提出采用可编程逻辑元件(GAL)的四步换流方案，仿真和实验的结果证实了这种换流方案的可行性与可靠性。     

基于FPGA的矩阵变换器换流策略研究

由于矩阵变换器采用单向自关断器件组成双向开关,无自然换流通路,因此如何安全可靠地实现器件间的换流是矩阵变换器实用化的关键.详细介绍了电流型四步换流策略及其实现方法,设计并实现了基于FPGA的矩阵变换器双向开关间的安全换流策略,在开关状态时间小于换流时间时,采用不换流的方法,重点解决了此时出现换流失败的问题.采用双电压调...     

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。     

双级矩阵变换器混合式换流

针对双级矩阵变换器(TSMC)整流级窄脉冲处四步换流失效和宽脉冲处零电流换流较难追踪覆盖的不足,提出一种混合式换流方案,将脉冲分为宽窄脉冲,宽脉冲下采用四步换流策略,窄脉冲处采用零电流协调换流,零电流换流协调会导致逆变级载波为动态不规则波形,较难实现,提供了一种依据整流级开关占空比调整逆变级信号波的简易实现方法,分析了原理,给出了示意图.搭建了一台样机对上述方案进行了实验验证,结果表明该方案的采用在确保系统具有优良网侧和传动性能的同时,实现了安全可靠换流,从而有效消除了由上述问题导致的过电流/过电压尖峰,提高了系统可靠性,为TSMC进一步工程应用奠定了基础.     

基于CPLD的矩阵变换器4步换流的实现

由于矩阵变换器的双向开关都是由分立器件组合而成,使得矩阵变换器控制实现相对复杂.为了对矩阵变换器实施安全换流,设计并实现了由CPLD器件来实现矩阵变换器双向开关间的安全换流策略.详细介绍了换流策略及实现方法,在带交流电动机负载下得到相应实验波形,结果验证了该设计的正确性.     

基于CPLD的矩阵变换器半自然两步换流技术研究

根据矩阵变换器主电路换流的要求,阐述了应用半自然两步换流策略的合理性和可行性,利用CPLD器件代替分立器件设计了与换流相关的电路,并给出了相关波形.分析表明,半自然两步换流策略消除了对主电路可能造成的危害,在实际系统中起到了良好的效果.最后讨论了与换流有关的几个问题,得到了影响该换流策略的5个主要因素.     

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.     

换流可靠的双电压合成矩阵变换器的仿真

矩阵变换器是一种交-交变换器,由于没有中间直流环节,输入侧和输出侧相互影响较大。文中讨论了利用输入电压瞬时值进行调制的双电压合成原理,并结合其特点,提出了通过调整开关顺序来提高换流可靠性的优化方法,利用M atlab/S im u link建立了相应的仿真模型,仿真结果验证了所提出方法的正确性。     

矩阵变换器两种四步换流策略的对比研究

矩阵变换器自诞生以来,其换流策略的研究很多,基于电流方向检测与电压方向检测的四步换流策略都得到广泛的研究和应用.一些研究人员对四步换流的具体过程以及输出波形进行了一定的分析,而很少对它们的难易程度、输出波形的可靠性和波形质量做进一步对比分析.在深入分析换流策略的基础上,结合双向开关对四步换流策略作详细的介绍,在保证换流的可靠性、改善波形质量的基础上,通过MATLAB仿真方法验证了结论的正确性和有效性,并分析比较了两种四步换流方式的优缺点.     

用于抑制矩阵变换器共模电压的零输出换相策略

该文对矩阵变换器的共模电压进行了分析，提出了抑制共模电压的零输出换相策略，该策略采用一个正电压、一个零电压和一个负电压实现了对矩阵变换器的控制。其输出三相线电压局部平均值为对称正弦量；电压增益可以达到了理论上的最大值；共模电压的最大瞬时值为输入相电压幅值的一半。该文对零输出换相策略、电压增益及开关动作顺序进行了详细的分析，并与双电压合成控制策略下共模电压的最大瞬时值进行了对比。最后，通过仿真验证了结论的正确性。     

数字信号处理器和可编程逻辑器件的高频变换器

提出运用DSP PLD实现数字变换器的高频化,充分发挥DSP计算优势实现三相解耦控制;同时利用PLD速度快的优势产生高频开关信号.以一个三相变换器为例给出了该策略的具体实现.     

矩阵式电力变换器的无功功率分析

对直接式和间接式的矩阵变换器的输入无功功率进行了理论分析。以交流电源和变频调速应用为例,分析了矩阵变换器输入无功功率性质和量值的调节规律,得出一些有意义的结论,如矩阵变换器的输入端有一定的无功功率率调节范围;功率因数角可设定为正、负或零;直接式阵变换器的输入功率因数角调节范围与负荷阻抗有关,而间接式的功率因数角调节范围与电压增益有关。     

矩阵式变换器交-交直接变换控制分析

深入阐述了矩阵式变换器这一新型电源变换技术及其应用,特别是从等效交一直－交变换器的空间知量调制方法出发,寻求交－交直接变换控制规律和双空间矢量PWM调制技术,并按交－交直接变换控制方式实现了对矩阵式变换器建模和运行控制规律研究。仿真结果表明该直接变换控制具有优良的输入输出特性,证明了这一变换控制方法的正确性和可行性,更可将仿真中优化出的功率器件开关规律直接应用于矩阵式变换器的实际控制,为今后的实用化研究奠定了基础。     

基于PARK变换的空间矢量调制矩阵变换器的暂态分析

将ＰＡＲＫ变换引入到空间矢量调制矩阵变换器中,建立了矩阵变换器的线性定常电路模型。借助电路分析理论,分析了空间矢量调制矩阵变换器的暂态响应特性与输入滤波器参数的关系。仿真结果表明了这种等效变换分析法的实用性。     

18开关双级矩阵变换器的空间矢量调制策略及其仿真研究

该文推导了从常规矩阵变换器（CMC）到双级矩阵变换器（TSMC）的演变过程，证明了二者开关函数等效、变换功能相同。由于拓扑结构不同，二者的空间矢量调制方法存在差别，该文分析了TSMC的几种典型拓扑电路，以18开关拓扑结构的TSMC为例，分析推导了其整流级和逆变级的空间矢量调制策略，给出了实现零电流换流的开关矢量顺序，并利用MATLAB对18开关TSMC调制策略进行仿真研究，仿真结果表明了TSMC具有和CMC同样优良的输入输出性能，验证了该文理论分析和调制策略的正确性。为双级矩阵变换器的进一步研究和软硬件设计提供了理论基础。     

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%.