基于前馈补偿的SPWM矩阵变换器控制策略研究

矩阵变换器是一种AC/AC直接变换器，电网的任何非正常输入将直接恶化其输出电压特性。文中基于SPWM矩阵变换器提出了一种前馈补偿方案。通过检测输入线电压包络，对参考正弦进行预调制，使得正弦脉宽调制输出脉冲在宽度上给予自适应地补偿。文章分析了补偿原理并介绍了实现方法。采用Matlab/Simulink对补偿前后的输出特性进行了仿真对比 。分析和仿真表明该方案可以有效地改善矩阵变换器在非正常条件下的输出特性，验证了方案的有效性和正确性。该方案具有简单易行的优点，既便于硬件实现，又便于数字实现，而且计算量小。     

电流跟踪控制的矩阵变换器的控制策略与试验研究

介绍了基于电流滞环跟踪控制的矩阵变换器的工作原理,分析和推导了三相矩阵变换器在电流滞环跟踪控制方式下的开关函数,并提出了变换器控制系统的实现方案。通过对样机的试验,取得了带三相感性负载的电流波形和频谱分析结果。实验结果验证了文中提出的矩阵变换器控制策略的可行性。     

级联型高压交-交矩阵变换器的仿真研究

本文基于三相鄄单相矩阵变换单元,提出了一种通过级联方式实现高压、大容量交鄄交直接变频的新方案。该方案采用间接变换法对n个基本变换单元分别进行控制,以得到相同频率、不同相位的n级输出电压,然后通过级联的形式叠加,从而实现高压大容量、频率可控的交鄄交直接变频。仿真结果表明,该结构保持了矩阵式变换器功率因数高的特点,并可有效削弱某些低次谐波。     

基于MATLAB的矩阵变换器空间相量调制研究

矩阵式变换器是一种具有优良输入输出特性的新型交-交直接电源变换器.对矩阵变换器进行了建模和运行分析,推导出矩阵式变换器和等效交-直-交结构的开关函数关系,从而由等效交-直-交结构的双空间矢量控制规律得到交-交直接变换的空间相量控制策略.并进行了MATLAB仿真,仿真结果证明矩阵变换器空间相量调制策略的正确性、优越性.同时可将在仿真中优化出的功率器件开关规律直接应用于矩阵变换器的实际控制.     

矩阵式电力变换器的控制策略综述

对矩阵式电力变换器的几种控制策略进行了比较，分析了直接变换法、间接变换法和滞环电流跟踪法的基本原理和电压传输比。把矩阵变换器等效成一个虚拟的整流器和一个虚拟的逆变器，以虚拟逆变器为例，介绍了电压空间矢量脉宽调制(VSVPWM)技术的控制策略，并进一步探讨了实现这些控制策略的安全换流问题、开关损耗问题和谐波抑制问题。     

一种新型多电平矩阵变换器及其控制策略研究

针对新提出的多电平矩阵变换器拓扑的控制策略进行了研究。通过仿真和实验，证明了该控制策略的可行性和可靠性．并验证了新拓扑的实用性。     

基于dSPACE的矩阵变换器控制策略实现

在研制传动控制系统的过程中,采用实时仿真法来研制一种新型的控制策略,以降低前期测试技术风险和开发费用.在此,利用dSPACE的快速控制原型(RCP)实时仿真系统,对矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的双电压合成控制策略和滞环电流跟踪控制策略进行了实时仿真,给出了实时仿真波形.在线仿真结果表明,该方法有好的快速性和可靠性,可快速评估系统的可行性.     

矩阵变换器直接开关函数调制策略的研究

对矩阵变换器开关器件调制策略的研究，提出了基于直接开关函数调制策略实现矩阵变换器功率器件控制信号的原理；建立了输入侧滤波器的仿真模块，以改善矩阵变换器输入侧的电流波形；建立了离散化的开关函数仿真模块，以适用于数字仿真和工程试验；建立了开关信号发生仿真模块，以实现功率器件控制信号的输出；将各个仿真模块进行组合得到矩阵变换器的整个仿真模型。然后通过Matlab／Simulink软件仿真，给出了主要的仿真波形。仿真的结果表明该矩阵变换器采用直接开关函数的调制策略是切实可行的，该调制策略不仅使功率器件控制信号的方法具有清晰易懂、简单有效的优点，而且实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。     

空间矢量调制矩阵变换器非线性补偿

研究了一种矩阵变换器的非线性补偿方法。这种方法通过使用带电流符号的矩阵变换器模型对换流延迟、开关器件的导通、关断时间和导通时开关本身的电压降进行非线性补偿。该方法无需任何附加硬件和复杂的软件,只需将一个算法应用到传统的空间矢量法中。实验证明,这种非线性补偿方法是有效的。     

矩阵变换器的谐波注入PWM控制策略

在矩阵变换器间接变换法等效的交直和直交2个虚拟的环节上,分别采用不控整流和谐波注入PWM(HIPWM)2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压是对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节HIPWM输出的电压波形的影响,利用开关函数概念推导了对HIPWM的调制波进行补偿的补偿函数,此控制策略的硬件实现电路非常简单。应用MATLAB/Simulink进行了仿真,仿真结果表明:应用HIPWM控制策略,矩阵变换器的电压增益能够达到理论最大值0.866,输出电压中不含低次谐波,验证了所提控制算法的正确性和有效性。     

矩阵变换器双电压合成策略的非线性补偿法

为减少矩阵变换器因换流的延时、开关管的导通压降对输入、输出性能的影响,基于双电压合成调制策略,对四步换流的死区效应、管压降形成的机理进行了定量分析,得出了一种非线性补偿方法。该方法根据双电压合成策略由输入电压瞬时值合成输出电压的特点,将管压降产生的电压误差考虑到理想参考输出电压中得到新的参考输出电压,补偿因换流的延时引起输出电压误差所需的调制时间,并在dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验验证。结果表明,该非线性补偿方法不仅不需增加硬件及复杂的软件,简单易行,且减少了输出电流的谐波,改善了矩阵变换器的输出性能。     

不对称规则采样法SPWM矩阵式变换器

通过对三相矩阵式AC-AC拓扑结构变换电路的分析,把AC-AC九开关式矩阵式变换器等效为虚拟“整流”和“逆变”2部分;分析了不对称规则采样法正弦脉冲宽度调制SPWM(Sine Pulse Width Modulation)波生成原理,并把不对称规则采样法SPWM调制应用于三相AC-AC矩阵式变换器。在理论上对这种变换电路推导出了各种条件下的开关组合、各开关组合的通断时序和通断时间计算公式。使用Matlab/Simulink对结论进行了仿真,证明了把不对称规则采样法SPWM调制应用于三相AC-AC矩阵式变换器是可行的,应用推导结论可根据需要在矩阵式变换器上生成相位、幅值、频率均可调的三相SPWM调制波。     

基于纹波补偿的恒定导通时间控制Buck变换器

针对恒定导通时间(COT)控制的Buck变换器,在输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)较小时出现次谐波震荡问题,提出了一种基于纹波补偿的恒定导通时间控制技术。通过引入输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)的纹波电压补偿,使反馈电压的纹波得以增强,从而改善系统的稳定性。仿真和实验结果表明,采用提出的方法,当输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)较小时,系统仍然具有较强的稳定性。     

具有低电压穿越能力的Quasi-Z源间接矩阵变换器电机驱动控制系统

Quasi-Z源间接矩阵变换器(QZS-IMC)具有高的电压增益、强的抗干扰能力,尤其是对电网电压跌落具有穿越能力。首先,分析QZS-IMC的运行原理,建立其数学模型;在此基础上,将其应用于电机驱动系统,提出一种具有低电压穿越能力的QZS-IMC感应电机驱动系统。所提出的电机驱动系统在输入电源电压跌落时可以自动调节升压比,以确保变换器输出电压恒定而不影响电机运行。所提出的电机驱动系统最大限度地利用了逆变级调制度,通过调节整流级调制指数和直通占空比进行电机调速,可降低QZS-IMC系统的损耗。对所提出的QZS-IMC电机驱动系统进行了仿真和实验测试,结果表明,所提出的新型调速系统具有优良的低电压穿越能力,而且实现了高效率运行。     

基于PWM可控变换器的接地残流全补偿控制方法研究

针对配电网中传统全补偿消弧装置接地残流实时补偿能力差且在故障恢复后长期处于谐振状态而不能及时退出的问题,提出基于PWM可控变换器的接地残流全补偿控制方法.对全补偿消弧装置的消弧原理进行了详细分析,并利用主动频率注入法实现对地电容的精确检测.从理论上推导了零序电压与接地残流分量的关系,提出单相接地残流全补偿的实时控制方法...     

矩阵式双向变流器改进型换流策略

针对基于矩阵式变换器的双向变流器电压电流型一步换流策略进行研究。通过分析电压电流型一步换流中存在的问题,指出其在输入相电压相对大小判断不准确时会使得输入电流波形畸变,并提出了基于过渡区间两步换流的改进型换流策略。通过在输入相电压大小相近时设置合适宽度的过渡区间,在过渡区间内采用两步换流,在过渡区间外采用一步换流,从而有效地避免了电压扇区判断错误的情况。最后通过仿真模型和实验样机,对所提出的改进型换流策略的有效性和正确性进行了仿真和实验验证,结果证明所提换流策略能准确地判断电压扇区所在空间,改善输入电流波形。     

三电平稀疏双级矩阵变换器的中点电压分段控制

针对输出级为稀疏三电平结构的双级矩阵变换器这一新型拓扑的中点电压偏移问题,提出了通过调节冗余小矢量的相对作用时间、分段平衡中点电压的控制方法.该方法结合了对称七段式及九段式空间矢量调制技术的优点使得中点电压在任意时刻均无不平衡区域,从而使中点电压偏移问题得到了明显的改善.仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性.     

A control method for the matrix converter based on virtual AC/DC/AC conversion using carrier comparison method

This paper proposes a novel control method based on the virtual AC/DC/AC conversion for the matrix converter. The virtual AC/DC/AC conversion method is a very simple strategy to control the input current and the output voltage for the matrix converter. There are two new topics proposed in this paper. First, this paper proposes the minimum switching loss modulation on the virtual rectifier. In our proposed modulation, only two arms switching in the virtual rectifier using DC link current control by the virtual inverter can obtain clean sinusoidal input current. Second, a novel lean controlled carrier modulation on the virtual inverter is proposed. The leans of the triangle carrier are controlled by the duty ratio of the rectifier side pulse. The lean controlled carrier reduces harmonic distortion of the input current by avoiding interference between the rectifier control and the inverter control. These new proposals are confirmed by simulation and experimental results. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 65–73, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20144     

基于电流预测的矩阵变换器过流保护策略研究

针对矩阵变换器在实际运行中出现负载电机过载导致过电流的问题,提出了一种基于电流预测的过流保护策略。该策略利用变换器系统的离散时间模型来预测由矩阵变换器生成的所有27个可能的输出电压矢量的输出电流的未来值。然后通过将预测的输出电流未来值与保护阈值电流相比较,当预测电流值大于保护阈值电流时,系统会立即向控制器发送过电流报警信号来控制变换器开关器件的关断,进而保护功率开关器件与负载电机免受故障的损害。最后通过Matlab/Simulink仿真与实验,证实了这种过流保护策略的有效性。