双级矩阵变换器的直接功率控制策略

针对双级矩阵变换器(TSMC)的输入功率因数易受系统参数、负载等的影响,提出了一种基于空间矢量调制的直接功率控制策略。该策略对TSMC的整流级和逆变级进行闭环控制,在保证高输出性能的同时也解决了输入功率因数及电流谐波的问题,并且空间矢量调制避免了传统直接功率控制查表法中开关频率不稳定所产生的影响。仿真结果表明该系统具有良好的输入、输出性能,达到了对有功功率和无功功率的良好控制,实现了单位输入功率因数,系统具有良好的动、静态性能,从而验证了该方案的正确性和有效性。     

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。     

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。     

双输出双级矩阵变换器的优化调制策略研究

介绍了双输出双级矩阵变换器(DO-TSMC)工作原理,分析了一种按照比例系数分配各逆变级作用时间的双空间矢量调制策略。在此基础上提出一种优化的整流级零电流换流方法,即通过将整流级的零电流矢量作用时间进行拆分和合理分配,提高了DO-TSMC整流级换流的可靠性。搭建一台以数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)为控制器的实验样机,实验结果验证了调制策略和换流方法的有效性和可行性。     

基于新型空间矢量调制策略的双输出-双级矩阵变换器研究

双输出-双级矩阵变换器(dual-output two-stage matrix converter,DO-TSMC)可以实现功率双向流动,其输出端9开关逆变级可以实现2组三相交流输出以驱动2组负载,同时也具有三相输入/输出正弦、输入功率因数可调等优点.在分析该变换器拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种按照比例系数分配各逆变级作用时间的新型空间矢量调制策略,能够灵活地调节2组逆变级的输出电压范围,可以实现相同频率和不同频率2种模式输出,推导了在该调制策略下的输入电流、直流平均电流和2组逆变级输出电压及电压传输比的表达式.仿真算例结果验证了该策略的有效性.     

基于RMC的海上风电多端高压直流输电研究

针对海上风电高压直流传输效率和可靠性不高的问题,把精简矩阵变换器(reduced matrix converter,RMC)应用到海上风力发电系统中,深入分析了RMC换流器拓扑及其双极性空间矢量调制策略.为了提高海上风电高压直流输电系统在岸上交流电网电压跌落等故障情况下的持续运行能力,提出了基于RMC换流器的海上风电多端口高压直流输电系统(MTDC,multi-terminal highvoltage direct current)拓扑,分析了RMC换流器、岸上VSC换流器、超级电容器储能3个端口之间的协调控制策略,通过超级电容器储能实现了系统的功率平衡控制,提高了系统的低电压穿越能力.文章对一个三端口RMC-MTDC进行了Matlab仿真,实验结果验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

上位机与下位机通信的设计初步

本文简述了上位机与下位机通信的工业应用价值，初步进行了该通信系统的硬、软件设计，给出了软件设计的详细流程图，为今后进一步的完善、扩充功能及投入现场应用打下了一定的基础。     

Z源逆变器空间矢量调制的新策略

与传统逆变器相比,Z源逆变器允许逆变桥臂直通,通过控制一个周期内直通状态的时间便可实现输入直流电压的升降变换。首先,分析两种Z源逆变器的改进型拓扑并详细说明其工作原理;接着,阐述了Z源逆变器的空间矢量调制方法,进而提出一种新的基于直通零矢量作用时间分配的调制策略,以充分利用传统零矢量,并对开关表进行优化,减小损耗,实现最大升压,充分提高逆变器工作性能;再基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了主电路模型,采用基于C语言编程的S函数建模法实现Z源逆变器的新型调制策略进行仿真实验。最后,设计了1台基于DSP TMS320F28335控制的小功率样机,并进行了实验验证。实验波形很好地验证了改进型拓扑的优势,充分说明了新策略的可行性、有效升压性。     

TSMC混合变压器的预测控制研究

针对目前混合变压器拓扑所存在的电路结构不紧凑、调制策略复杂、换流繁琐等问题,提出了一种基于双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter, TSMC)的混合变压器拓扑。对TSMC混合变压器的拓扑结构、工作原理进行了分析。考虑到TSMC混合变压器在调节负载电压时需要较快的动态响应速度,提出了TSMC混合变压器的模型预测控制策略。建立了拓扑的离散状态空间模型,通过对负载电压与输入无功功率进行两步预测,实现对延时效应的补偿。根据两步预测值设计目标函数,利用目标函数预先评估各个开关状态的控制效果来控制开关状态,从而提高控制系统的动态响应速度。最后采用Matlab/Simulink工具建立了TSMC混合变压器系统的仿真模型。仿真结果验证了所提拓扑的可行性以及所提控制策略的良好动态特性。