矩阵变换器研究与发展

矩阵变换器作为一种新型＂全硅＂变换器,越来越引起国内外学者的关注。介绍了矩阵变换器拓扑结构及双向开关,探讨了矩阵变换器控制策略、换流方法和保护装置,阐述了其最新发展和研究热点,展望了其应用前景。     

基于间接空间矢量调制的矩阵变换器控制策略仿真

矩阵变换器因其具有的众多优良特性而受到人们关注.然而其所需功率开关众多,拓扑和控制都很复杂,在一定程度上限制了它的发展.本文研究了基于虚拟直流环节的间接空间矢量调制策略结合四步换流控制策略,在仿真中验证了该控制策略.仿真结果输出了正弦的交流电压和输入电流,取得了良好的效果.     

基于间接矩阵变换器的异步电动机直接转矩控制

间接矩阵变换器是一种直接变换型交流-交流电力变换装置,与交-直-交变换器和传统矩阵变换器相比,具有很多优良的特性。异步电动机直接转矩控制以其简洁明了的系统结构,优良的静、动态性能,获得转矩的高动态性能。为了在实现异步电动机的高动静态性能调速的同时,满足电网电能质量的要求,提出一种采用间接矩阵变换器驱动异步电动机的直接转矩控制系统调制策略。利用这种调制策略,在异步电动机高速运行的条件下,一方面实现异步电动机的高性能交流调速,另一方面使系统具有良好的输入特性,能够满足日益严格的电网电能质量的要求。数值仿真结果验证这种调制策略的可行性。     

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。     

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.     

矩阵变换器空间矢量法减少开关损耗的探究

矩阵变换器开关损耗分为静态损耗和动态损耗,研究发现动态损耗大于静态损耗,因此减少开关次数是减少开关损耗的关键。减少开关次数的传统方法是在一个PWM周期内,合理安排开关次序来减少开关的损耗。本文基于空间矢量法,介绍了在一个扇区周期内合理安排开关次序来减少开关损耗的方法。     

一种新型Buck Boost矩阵变换器

对传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷进行研究,提出一种称为Buck Boost矩阵变换器的新型电路拓扑结构．首先介绍了该拓扑结构的基本构成及其工作原理,然后着重阐述了无零矢量的空间矢量调制策略和滑模控制策略的设计方法,最后通过仿真对该新型拓扑结构的有效性和可行性进行了验证．结果表明,该结构能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比既可大于1也可小于1,且直接输出标准的正弦波而无需滤波环节,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题．     

基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器双空间矢量调制策略实现

针对传统AC-DC/AC-DC-AC电源变换器因采用含储能电容的不控整流对电网谐波的污染大且不便于集成的问题,研究了一种双级矩阵变换器。推导了其双空间矢量调制策略,给出了一种零电流换流实现方法。实验结果表明,该变换器具有优良输出性能。     

基于矩阵变换器的通用三相可控整流器研究

基于三相交-交矩阵变换器(AC/ACMC)的拓扑结构,扩展得到一种三相可控整流器(AC/DCMC)的拓扑结构。该整流器具备三相AC/ACMC的一系列优点,是一种通用的三相可控整流器。其应用场合包括AC/DC电动机传动、直流励磁、有源电力滤波、功率因数校正等许多领域。本文采用空间矢量算法进行了仿真。仿真结果也验证了理论分析的正确性。     

矩阵变换器的四步换流策略及其实现

矩阵变换器是一种新型的交交变频段，它具有单位功率体积小、理想的输入输出波形、功率因素高、动态响应快等特点，近年来一直是研究的热点，本文将叙述的是矩变换器的换流问题及其人基于CPLD技术的解决方法，并给出了仿真及实际的换流和输出电压波形。     

基于矩阵变换器的异步电机容错控制的研究

矩阵变换器(MC)具有输入输出特性好、电力谐波低、体积小等优良特性,但研究学者发现MC在实际应用中并不能稳定、可靠地运行,因而提出了不同的控制策略来提高其运行稳定性。本文提出一种MC的容错控制方法,使MC—电机系统在出现故障的情况下依然能够稳定运行或者安全停车,并对MC的输出进行谐波分析。仿真实验验证了采用容错控制能够提高矩阵变换器的运行稳定性,证明了这一理论的正确性和可行性。     

电动汽车车载充电器PFC AC/DC变换器设计

为了减少电动汽车接入电网充电时对电网的谐波污染,同时提高电力利用率,必须进行功率因数(PFC)校正。PFC AC/DC作为车载充电器的核心部分之一,可为后级DC/DC系统提供稳定的直流电压。针对功率等级为2 k W的车载充电器,采用升压(Boost)PFC主拓扑结构和基于平均电流控制的AC/DC变换器设计方案,设计了具有PFC的AC/DC变换器,详细给出了其主电路和控制电路的设计流程,包括器件选型、控制策略选择、主电路及控制电路的参数配置。最后通过系统仿真及样机实验测试,验证了系统动态及静态性能。     

基于矩阵式变换器的异步电机直接转矩控制策略

研究一种基于矩阵式变换器的异步电机控制策略,分析了异步电机的直接转矩控制方法和矩阵式变换器的空间矢量调制,给出了在直接转矩控制方案中,矩阵式变换器矢量电压的选择.这一控制策略同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电机的直接转矩控制.利用MATLAB仿真平台实现了该控制策略,仿真结果表明:采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因素.     

新型Buck-Boost矩阵变换器的双闭环控制策略

为了克服传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷, 提出了新型Buck-Boost矩阵变换器, 采用双闭环控制策略进行控制. 介绍了该控制策略的基本原理与设计方法, 对比分析了该控制策略与滑模控制及离散滑模控制的各种特性, 并通过仿真对其控制效果进行了验证. 结果表明: 该控制策略不仅具有比滑模控制和离散滑模控制更加优良的动态性能, 而且还具有更强的谐波抑制能力, 其输出波形的谐波失真度更小, 稳态精度更高, 因而具有更好的应用价值.     

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。     

矩阵式变换器电流环无源性控制

针对矩阵式变换器输出侧电流易受输出侧负载影响现象, 提出了一种基于无源性理论的矩阵式变换器的控制器. 首先将矩阵变换器等效为虚拟的交－直－交变换器, 在d-q坐标下建立了矩阵变换器输入和输出侧的模型, 并基于无源性理论设计了矩阵式变换器输出侧闭环控制器, 以消除内外扰动和不平衡的影响, 实现对输出电流快速准确的跟踪. 仿真结果表明这种控制器具有很好的动态特性, 对输入和输出扰动均有很好的抑制效果.     

具有高传输比的“泵式”结构矩阵变换器

针对目前矩阵变换器电压传输比多数只能达到0.866的问题,进行了深入研究,设计了一种泵式矩阵变换器结构,使电压传输比任意可调,并从机理上解决了矩阵式变换器的传输比低的问题。