不平衡工况矩阵变换器前馈补偿闭环控制

研究优化供电系统质量,为保证电网电压非正常工况下矩阵变换器(MC)的安全稳定运行,为了补偿输入不平衡和抑制谐波,提出一种带前馈补偿的双空间矢量闭环控制策略.通过检测虚拟直流电压值的变化实时调节空间矢量调制系数实现前馈补偿;将实际输出电压和期望输出电压的偏差作为负反馈加到下一个采样周期的开关调整函数矩阵中,实现输出电压负反馈闭环控制.仿真结果表明:具有前馈补偿方案的闭环控制策略,可以有效抑制矩阵变换器在电网电压非正常工况下输出电压及输入、输出电流波形的畸变,谐波含量明显减少.从而验证了控制方案的正确性.     

非正常工况下双空间矢量调制矩阵变换器策略研究

使用双空间矢量控制的矩阵变换器的等效数学模型,建立带有输出滤波器的矩阵变换器的等效电路。设计了dq坐标系下矩阵变换器的PI闭环控制系统,给出了系统在电网电压波动和负载突变时的控制方法,减小了系统在非正常工况下的输出、输入干扰。对非正常工况下运行控制策略进行了仿真和实验验证。     

双级矩阵变换器空间矢量调制策略改进

针对双级矩阵变换器空间矢量脉宽调制策略存在控制复杂度高、不能对双级矩阵变换器的输入功率因数进行调节的问题,提出了采用间接空间矢量调制策略的方案:①各PWM周期内直流平均电压为一恒定值,从而免去了逆变级调制系数的修正;②输入功率因数角可调。同时,利用参考电压和变换矩阵对该调制策略进行简化,使其能够更有效地控制无功功率和输出电压。仿真结果验证了该调制策略的正确性和有效性。     

矩阵变换器输入电流控制策略的研究

本文在输入电源非平衡的条件下，介绍了空间矢量调制的矩阵变换器的两种输入电流偏置角的控制策略。第一种控制策略使输入电流矢量与输入电压矢量保持固定偏置角。第二种控制策略中，输入电流矢量根据输入电压正、负序成分进行动态调制。对两种情况下的输入电流谐波成分进行了动态分析。仿真结果表明：和方式1相比，方式2可减少矩阵变换器输入电流谐波。     

基于MATLAB的双极型矩阵变换器的无差拍控制算法实现

为了解决模型预测控制在双极型矩阵变换器控制中的开关周期不固定以及空间矢量调制控制策略的动态性能较差,提出了使用无差拍控制算法控制双极型矩阵变换器.无差拍控制通过预测模型对输出电压矢量以及电源电流矢量进行最优矢量组选择并进行调制.该方法良好地控制输出与输入电流波形,且对直流侧的电压有优化作用,动态性优异,对于网侧电流也有正弦化的作用.MATLAB作为算法的仿真实验软件,仿真结果有力地证明了该算法的理论研究.     

空间矢量调制的矩阵变换器设计与实现

阐述了矩阵变换器的硬件设计过程,应用DSP2000汇编语言对矩阵变换器输入电流和输出电压的双空间矢量脉宽调制算法进行了软件设计。以TMS320LF2407A作为数字控制器、输出端负载为三相异步电机、双向开关切换采用四步换流制作了样机系统,并进行了实验。实验验证了软硬件设计的成功性和空间矢量调制策略的可行性,为今后扩充矩阵变换器系统功能打下了良好的基础。     

双级矩阵变换器的过调制策略研究及实现

本文研究了具有新型拓扑结构的18开关电路的双级矩阵变换器,分别推导了其整流器和逆变器的空间矢量调制策略.并在此基础上提出了提高电压传输比的空间矢量调制策略,该策略先通过对双级矩阵变换器整流器的控制得到尽可能大的直流整流电压.然后对双级矩阵变换器逆变器进行过调制,从而有效地实现了电压传输比的提高.文章分析了不同调制方式下的电压传输比,并基于TMS320LF2407A DSP建立了实验装置,实验结果成功地实现了输出电压的增大,验证了双级矩阵变换器过调制策略的正确性.     

提高矩阵变换器电压传输比的新型调制策略

电压传输比一直是制约矩阵变换器工业化的一个关键因素．目前还没有具体的调制策略使电压传输比突破0．866．本文提出了一种调制策略,可以使电压传输比超过0．866,最大达到0．955．首先把矩阵变换器的变换过程虚拟为整流和逆变两个环节．整流阶段,采用输入电流空间矢量调制;逆变阶段,采用输出电压空间矢量过调制模式Ⅱ．接着消除中间直流环节,得到直接的交-交变换器．着重对逆变阶段进行了分析,给出了具体的控制算法,并推导出电压传输比的公式．最后进行了实验．结果表明:这种调制策略可以有效地提高电压传输比,具有一定的理论研究价值和应用前景,但增加了谐波,必须采取滤波措施．     

双空间矢量调制下双级矩阵变换器的谐波分析

与常规矩阵变换器相比,双级矩阵变换器(TSMC)由于其调制策略简易、嵌位电路简单、换流方式可靠等优点,成为目前研究的热关。与传统交-直-交变换器相比,TSMC的中间直流环节无储能元件,在采用双空间矢量调制方法时,其整流侧输出PWM电压,经逆变侧变换为三相交流电。为获得高质量的输出电压波形,从理论上对TSMC的输入电流和输出电压进行谐波分析,并通过仿真验证理论分析的正确性,为选取合适的元件以及滤波器参数提供了一定的依据。     

双级矩阵变换器输出电压谐波抑制的仿真研究

双级矩阵变换器直流环节没有储能元件,因而直流母线电压存在较大的波动.传统空间矢量脉宽调制策略在逆变级调制时采用直流母线电压的平均值,在计算逆变级调制度时将会产生误差,进而导致输出电压与参考电压之间出现偏差.针对上述问题,提出一种逆变级单周期分段空间矢量脉宽调制策略,根据直流母线电压不同时刻的瞬时值,在一个控制周期内对逆变级输出电压进行分段调制,以使得输出电压更接近参考值.在仿真软件中对比了传统调制策略与逆变级单周期分段空间矢量脉宽调制策略的输出电压波形,仿真结果表明所提调制策略下的输出电压总谐波畸变率更低,输出波形更接近参考电压波形.仿真结果证明了所提调制策略抑制输出电压谐波的有效性.     

矩阵变换器驱动异步电机的直接转矩控制

通过对异步电机转矩角动态控制过程的分析,预测出下一控制周期电机定子磁链的期望电压矢量,以此作为矩阵变换器的输出参考电压欠量,实现了采用矩阵变换器供电的异步电机直接转距控制.利用Matlab/Simulink构建了系统模型,给出了仿真结果.结果表明,该系统不仅具有矩阵变换器的理想输入输出特性,而且具有直接转矩控制优良的动静态性能.     

三相-两相矩阵变换器的空间矢量调制策略及其实现

基于三相-两相矩阵变换器的三端输出拓扑结构提出了一种空间矢量调制策略,该策略采用间接变换技术,将矩阵变换器看成是虚拟整流和虚拟逆变的组合。着重分析了虚拟逆变环节,给出了具体的调制算法,并通过综合虚拟整流及虚拟逆变环节得到了矩阵变换器占空比的计算公式。基于dSPACE平台的实验结果表明,运用该调制策略的矩阵变换器可以获得相位相差90°的对称两相正弦输出电流和具有单位功率因数的正弦输入电流,验证了该调制策略的正确性和有效性。     

基于多支持向量机模型和优化控制器的板形板厚控制

针对带钢热连轧过程中互相耦合的板形、板厚控制问题,提出一种综合控制策略.首先,在输入空间划分的基础上建立包含多个子模型的多支持向量机模型,并通过主元分析方法实现模型输出的综合;然后,利用建立起来的模型设计优化控制器,对板形、板厚进行综合控制.计算机仿真和现场实验结果均表明了所提出的基于多支持向量机模型的综合控制策略能同时有效地减小板形、板厚偏差.     

基于空间矢量脉宽调制策略的船用永磁同步电机控制仿真

随着船舶吊舱技术以及永磁电机及其控制技术的发展,永磁同步电动机开始迅速应用于船舶吊舱电力推进系统中。针对船用电机的转速和转矩在过渡过程中波动很大的现象,引入了空间矢量脉宽调制方案,结合永磁同步电机数学模型及船桨模型,搭建了基于空间矢量脉宽调制策略的船用永磁同步电机仿真模型。仿真结果表明空间矢量脉宽调制方式可有效减小转矩的脉动,电机推进系统有良好的动态响应效果。为船舶电力推进系统的研究提供了新的思路。     

基于脉宽调制的传感器读取电路设计与实现

设计了一种新型的传感器信号读取电路,该电路将传统的脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)电路进行改进,对PWM信号采用占空比和频率同时调制而不是单一的占空比调制,在信号传输过程中,该电路可将两路电压输入信号调制到一路PWM信号上,通过对输出PWM信号进行解调可还原两路输入信号的电压值.实验结果表明,该电路输出PWM信号占空比和频率分别与两路输入电压信号呈良好的线性关系,电压转换精度分别达到0.34%、0.26%.此外,该电路具有抗干扰能力强、转换精度高和成本低的优点,非常适合传感器信号的调理和读取.     

A novel switching strategy for FOC motor drive using multi-dimensional feedback quantization

This work proposes a new switching strategy for field oriented control of motor driver to minimize the power of filtered error. By modifying pulse-width resolution and system operating frequency, the switching number is reduced without sacrificing the speed performance. Noise shaping induced by different sampling rates is analyzed. Conventional space vector pulse width modulation is shown to be a special case of the proposed strategy. Another case with zero-bit pulse-width resolution, MDFQM, is proposed. Experimental results show that MDFQM can reduce switching number and heat dissipation of transistors. This property enhances the control efficiency, reliability and durability of power stage.     

基于输出协同调制的四端输出矩阵变换器开关组合优化方法

含补偿单元的四端输出三相-两相矩阵变换器(3-2MC)能有效提升带两相独立负载的矩阵变换器输入性能,在现有的调制方法下,四端输出3-2MC的电压增益较三端拓扑低,且该电压增益是与多个变量有关的表达式.针对上述缺陷,提出一种输出协同调制的开关组合优化方法,该方法在单位调制周期时间内对同极性输出侧和补偿侧进行协同调制,以提高有效矢量利用率.通过理论推导和分析可得,与现有调制方法相比,采用所提出方法能将四端输出3-2MC电压增益提高到常规三端输出3-2MC的水平,同时使得四端输出3-2MC的电压增益是一个只与输出不对称度有关的函数表达式.仿真结果表明,基于输出侧协同调制的开关组合优化方法能够实现输入与输出功率的解耦,有效拓宽四端输出3-2MC的线性调节区间,同时使系统具有良好的输入与输出性能.