矩阵变换器空间矢量调制技术优化策略

介绍矩阵变换器空间矢量调制技术，提出以降低开关损耗为目的的优化调制策略，并用Matlab仿真进行验证。     

AC-DC矩阵变换器空间矢量优化调制模式研究

为减小输出电感电流纹波和窄脉冲,对AC-DC矩阵变换器空间矢量调制模式的优化进行深入研究。根据AC-DC矩阵变换器原理及工作模式得到输出电感电流纹波表达式及特性,分析7种调制模式零矢量与电流纹波最大幅值的关系,提出减小电流纹波的零矢量优化方法;考虑换流过程,分析不同调制模式窄脉冲条件和几率;为减小电感电流纹波和窄脉冲,提出一种分段优化调制模式,以实现输出电压全范围调节,改善输入输出波形质量。仿真和实验验证了本文的结论,表明了提出的优化调制策略的正确性。     

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。     

矩阵变换器双空间矢量调制策略的研究与实现

阐述了矩阵变换器双空间矢量调制策略的基本原理,详细分析了采用优化9段调制策略的开关转换过程及其相应的开关脉冲波形。提出了一种简单的载波实现方法,通过Matlab/Simulink软件仿真验证了调制策略及其简易实现法的正确性和可行性,对于基于DSP CPLD的矩阵变换器样机实现有较强的指导意义。     

空间矢量调制矩阵变换器闭环控制的研究

该文提出了一种基于空间矢量调制矩阵变换器的闭环控制方法。该方法根据矩阵变换器的实际输出电压与期望输出电压的大小，计算其对应的旋转电压空间矢量间的偏差，并将此偏差作为负反馈加到下一采样周期的开关调制矩阵中，从而实现系统的闭环控制。文中通过理论推导，给出算法的具体实现方法。利用该文提出的闭环控制方法，可保证矩阵变换器的输出电压很好地跟随给定的期望电压，并可有效地抑制矩阵变换器输出电压及输入电流波形的畸变。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

矩阵变换器空间矢量调制法的优化策略

介绍了矩阵变换器的空间矢量调制技术 ,提出了以降低开关损耗为目的的调制策略优化方法 ,并用Matlab仿真进行了验证     

基于占空比空间矢量的矩阵变换器调制策略研究

矩阵变换器的性能与所采用控制开关状态的调制策略有密切关系。在此介绍了一种新的矩阵变换器调制策略-占空比空间矢量调制策略。     

基于LF2407矩阵变换器空间矢量调制策略研究

在分析矩阵变换器空间矢量调制策略的基础上,给出了一种利用TMS320LF2407DSP芯片产生PWM控制信号的方案。该方案实现简单,控制灵活方便。实验结果验证了该方案的正确性。     

基于准Z源直接矩阵变换器的新型空间矢量调制策略研究

由于矩阵变换器的电压利用率较低,严重限制了其在并网变换器等方面的应用,故将准Z源网络引入到矩阵变换器中,并提出新型直通状态插入方式,从而提高了电压利用率和抗干扰能力等。首先,分析准Z源直接矩阵变换器的升压原理;其次,简单介绍了双空间矢量调制方法,然后在采用直通状态代替部分零矢量的传统调制基础上,提出新型直通状态的插入方式,把直通零矢量均分10等份插入到SVPWM调制策略中,降低了稳态状态下Z源网络电容电压和电感电流的波动;最后,搭建准Z源直接矩阵变换器的仿真模型和实验平台,结果验证了这种新型调制策略的正确性和有效性。     

矩阵变换器优化空间矢量控制算法研究

根据矩阵变换器空间矢量控制原理的分析,推导出不同电流、电压扇区组合下矩阵变换器的开关元件状态,通过采用优化双向矢量调制顺序规律,最终得到矩阵变换器的优化空间矢量控制策略。经过Matlab仿真,并以异步电动机为负载,验证了该矩阵变换器空间矢量控制策略的正确性,同时,仿真结果也表现出矩阵变换器良好的输出特性。     

矩阵式变换器的空间矢量脉宽调制优化方法

空间矢量脉宽调制和双向开关多步换流方式是矩阵式变换器的基本控制策略.针对多步换流过程在空间矢量脉宽调制中所引起的最小脉宽限制和输出波形畸变,提出一种优化调节方法.通过调整各个开关状态的脉宽,使整个采样周期内仍保持9段开关状态,并且每段开关状态的持续时间均大于双向开关多步换流过程.在一台2.7kVA的矩阵式变换器样机上进行实验验证.实验结果表明,采用提出的空间矢量脉宽调制优化调节策略,不仅消除了输出电压中的错误脉冲,而且降低了输出电压的总谐波畸变率(THD),在输出频率为15Hz时,THD降低约15%,有效地提高了矩阵式变换器的输出波形质量,保证了系统的安全可靠运行.     

采用空间矢量脉宽调制的高频母线矩阵变换器

针对普通双级式矩阵变换器电压传输比偏低的问题,提出在高频母线矩阵变换器中采用空间矢量脉宽调制的方法,提高电压传输比;同时针对高频母线矩阵变换器直流母线电压波动较大的问题,提出一种补偿控制算法补偿电压波动,减小其对输出造成的影响。通过Matlab/Simulink建立系统仿真模型,仿真结果验证了高频直流母线矩阵变换器理论的正确性以及补偿算法的有效性。     

Improvement of the input performance of a three-phase-single-phase matrix converter based on space vector modulation

A 6-switch three-phase to single-phase matrix converter (3-1MC) with independent neutral line is directly coupled to the input side through bidirectional switches, and the output ripple power produces low-frequency harmonics in the input side that are difficult to filter out. In this paper, the expressions of the frequencies and contents of the low-frequency harmonics are derived based on the principle of input-output instantaneous power conservation. Then, a 3-1MC topology with decoupling unit is studied and the working principle and process of improving the input performance are analyzed. Second, based on the relationship between the output side and the decoupling side modulation function, the influence of the introduction of the decoupling unit on the maximum voltage transfer ratio of 3-1MC is studied. The relationship between the voltage transfer ratio and parameters such as decoupling unit and output frequency is derived in detail. It is proved that maximum voltage transfer ratio of the topology is a nonlinear function related to system parameters. Then, the operating principle and modulation method of 3-1MC are discussed. A double-side current closed-loop control strategy based on space vector modulation under power decoupling conditions is proposed. Finally, an experimental platform is built to verify that the 3-1MC with decoupling unit can suppress the low-frequency harmonics in the input current at different output frequencies and effectively improve the performance of the input side. The results show that the 3-1MC with the decoupling unit is beneficial for use in single-phase applications.     

矩阵变换器双空间矢量调制的改进研究

阐述了矩阵变换器的双空间矢量调制方法,并对该方法进行了具体的数学推导。提出了双空间矢量调制的改进策略,优化了调制过程。最后使用Matlab/Simulink软件验证了改进策略的正确性与可行性,对矩阵变换器的实际调制具有指导意义。     

五相矩阵变换器控制策略的研究

针对五相五线制矩阵变换器不能带不平衡负载的问题,提出五相六线制的新型矩阵变换器,采用三维电压空间矢量的调制原理,对逆变级拓扑的分析后,将三维电压空间矢量用于逆变级的调制,便可以产生所期望的输出电流。将整流级和逆变级的调制进行整合,就得到五相六线制MC的控制策略。应用Matlabe/Simulink平台,进行仿真验证理论的正确性和可行性。     

基于移相空间矢量调制的多通道三相变流器

在传统阶梯波合成变流器基础上,提出一种移相结合错时采样空间矢量调制(STS-SVM)的多通道三相并网变流器,该变流器由多组结构完全一致的阶梯波合成变流器组成,其中一组变流器采用STS-SVM方式得到控制信号,其他各组变流器的控制信号可以依次延迟一定的角度得出。交流侧串联叠加各组阶梯波合成变流器输出,大幅抑制了其中的高次谐波,网侧接入很小滤波器即可得到高质量进网电流。研究了该多通道变流器的数学模型,给出了直接电流控制方案。研制了一台16通道中频脉宽调制(PWM)变流器,实验结果表明该多通道PWM变流器具有开关频率低、网侧电流质量高、系统响应速度快和功率因数可控的优点。     

Research on structure and space vector modulation of a matrix converter drive under fault mode operations

A matrix converter drive with fault-tolerant capability is presented to provide fault mode operations and improve reliability of the converter system. This paper proposes a converter structure based on the matrix converter, which can be reconfigured with the help of auxiliary devices at the event of fault occurrence. The additional devices are employed to detach a damaged leg of the converter from the drive and to bypass a load phase connected to the faulty leg. Under fault operating modes, novel post-fault modulation techniques with only six available bi-directional switches are proposed to generate three-phase balanced sinusoidal output voltage/current sets to loads. The converter reconfigurations and the associated modulation schemes are individually developed depending on a location of fault, because the matrix converter directly generates output waveforms from time-varying input voltages. As a result, no matter which phase is involved in failure, the added fault-tolerant algorithms presented can guarantee continuous operation and provide improved reliability of the overall matrix converter system. Simulation and experimental results are shown to demonstrate the feasibility of the proposed fault-tolerant schemes to the matrix converter drives.     

基于间接矢量调制矩阵变换器建模仿真研究

矩阵变换器具有网侧功率因数和输出电压频率灵活可调、输入电流谐波低,能量双向流动,无中间直流环节等优势。文章首先分析了矩阵变换器拓扑结构、给出了矩阵变换器的交-直-交等效电路。详细的介绍了间接矢量调制技术实现过程,给出了实现过程的主要步骤,并且分析了不同步骤下关键参数的计算和选取原则。为了避免传统间接矢量调制存在两次切换以及对电流和电压波形质量造成不利影响等问题,对调制矢量占空比进行了优化配置。最后通过仿真软件对其进行仿真研究,并着重对矩阵变换器谐波进行仿真分析,结果验证了所研究的改进型间接矢量调制技术的有效性和可行性。