高频链三相矩阵式正弦波变换器研究

针对高频链矩阵式三相正弦波变换器,提出一种新的控制策略。该方法由前端逆变器将直流电源变换为高频交流等宽方波电压(单相14.28kHz),经变压器高频耦合;后端矩阵变换器(matrix converters,MC)(3×2矩阵)的双向开关采用解耦分时驱动。控制电路将常规的正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)信号进行适当的逻辑处理,作为MC新的驱动信号,该信号保留了SPWM信号的全部信息,其频率是载波的1/2。MC产生三相常规单极性与载波频率相等的SPWM脉冲序列,保留了SPWM模式的所有特性,滤波后得到三相交流输出。该策略MC可实现倍频效果、双向开关自然换流,且无须检测负载电流的极性;克服了该变换器中固有的电压、电流过冲,简单易于实现。分析工作原理,仿真及220V/50Hz 3.3kW实验样机验证了方案的正确性。     

单相高频链正弦波逆变器的一种新拓扑

高频变压器一次侧H桥高频逆变产生MSPWM(Modified SPWM)脉冲波,MSPWM含有SPWM所有信息,但不含调制波的低频分量。二次侧采用倍流同步式周波变换器(CDSC)将其解调为常规的SPWM脉冲波,然后滤波得到需要的正弦波输出。这种全桥\CDSC结构,其特性不同于已有拓扑族中的任何一种。可以方便地实现双向开关、滤波电感的安全换流。无需依据负载电流的极性及换流重叠控制双向开关的换向。消除了该类变换器中固有的电压、电流过冲。拓扑结构简单,硬件投资少。文中分析了MSPWM脉冲波及CDSC输出的频谱特性,详细解析了新拓扑的工作模式。仿真和实验证实了理论分析的正确性及新拓扑的可行性。     

矩阵式变换器中双向开关换流技术研究

针对矩阵式变换器中双向开关的安全换流问题进行了研究。在分析各种换流方案的基础上，提出了采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）实现半软换流的方法，并通过仿真和实验进行了预测和验证，表明了这一方法的可行性和可靠性。     

矩阵式变换器双向开关四步换流技术研究

对矩阵式变换器(MC)中双向开关的安全换流课题进行了研究。分析了各种换流方案，进而提出采用可编程逻辑元件(GAL)的四步换流方案，仿真和实验的结果证实了这种换流方案的可行性与可靠性。     

一种新颖的三相高频链矩阵式逆变器的控制方法研究

矩阵变换器是一种新型拓扑结构的绿色"全硅"功率变换器,具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。文中就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,基于解结耦思路,提出一种新型SPWM混合调制策略,并详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。该控制策略可实现一步自适应换流,有效解决矩阵变换器的换流问题。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

新颖的双向电流源高频链DC—AC功率变换器

提出了一种新颖的双向电流源高频链ＤＣ－ＡＣ功率变换器的拓扑结构,并简要地阐述了其工作原理和控制方案。５０ｋＨｚ开关频率、２５０Ｗ／５０Ｈｚ输出的试验结果证明,双向电流源高频链ＤＣ－ＡＣ功率变换器具有拓扑结构简单,能双向传输功率,器件少,控制简单,动态响应好以及效率高等优点。     

双Boost逆变及用于高频链矩阵式逆变器

适应高频链能量变换的特点,提出一种新型双Boost高频逆变电路,该拓扑由两个全控开关和两个储能电感构成,通过占空比大于0.5的控制方法实现高频升压及逆变输出.相对普通的全桥高频逆变电路,该拓扑可减少开关个数以提高变换效率,缩小高频变压器变比进而减小其体积和分布参数,因此可广泛应用于具有高频逆变要求的电路中.在分析其结构特点及工作原理的基础上,提出一种以双Boost高频逆变电路与典型三相输出型高频链矩阵变换器相结合的新拓扑,详细分析了Boost电感电流连续模式(CCM)下该电路高频开关周期内的工作状态,给出了相应的仿真和实验波形,结果证实了该拓扑在高频链能量变换器中应用的可行性及其控制方案的合理性.     

组合双向升压直流变换器型高频链逆变器

提出了一类组合双向升压直流变换器型高频链逆变器电路结构与拓扑,它由两个隔离双向升压型直流变换器输入侧并联、输出侧反向串联构成。深入研究了互补和独立两种电压瞬时值反馈控制方案及关键电路参数设计准则等。研究表明,采用互补控制时占空比变化范围小、副边功率开关电压应力小、输入电流和输出电压纹波小等特点;采用独立控制时占空比变化范围大、副边功率开关电压应力大、输入电流及输出电压纹波大等特点。研制了单端式500VA 18-32VDC/115V400HzAC互补控制逆变器样机,给出了样机测试结果。     

三相高频链矩阵式逆变器的HPWM调制策略原理与实现

安全换流是制约矩阵式变换器实用化的关键问题,高频链与矩阵变换器相结合时,高频变压器环节更为换流增添了复杂因素。本文就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,针对电路拓扑的结构特点,运用解结耦思路以常规逆变器的角度分析和控制矩阵变换器,提出一种新型无谐振的混合脉宽调制策略,构建了核心的调制组合逻辑,详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。运用该调制策略可以在没有任何辅助检测环节的条件下有效解决双向开关固有的换流问题,且能实现开关零电压或零电流动作。仿真和实验一致验证了所提出的调制方案和所设计的实现逻辑是可行与实用的。     

基于拓扑解耦的矩阵式高频链逆变器控制新方法

针对矩阵式高频链逆变器复杂的拓扑结构,提出了一种基于拓扑解耦思想的新型控制策略.根据高频逆变桥生成高频电压波形的极性,将单相交流变换到三相交流的矩阵变换器拓扑解耦成2个常规的三相电压源逆变器,从而可将常规电压源逆变器的控制策略引入到对矩阵变换器的控制中.与应用矩阵变换器的交/直/交等效模型和优化控制算法相比,拓扑解耦控制策略从矩阵变换器拓扑本身入手,原理实现简单,并能极大简化对矩阵变换器的分析过程.为便于系统理论分析,提出了"双向桥臂"概念.应用Saber仿真软件进行了仿真研究,并搭建实验样机进行了实验验证,结果表明该控制方法能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制策略的正确性.     

双极性移相控制矩阵式高频链逆变器的研究

针对双向高频逆变器固有的电压冲击和开关损耗问题,采用一种双极性移相控制策略：前级H桥逆变器将直流电压调制成高频矩形波,然后由矩阵变换器解调成双极性SPWM波,经输出滤波后得到正弦波电压。在稳态下,用分析Buck变换器外特性的方法来分析单相矩阵式高频链逆变器的外部特性。通过软件仿真验证了此控制策略的正确性。     

基于B-C-SVM的高频链矩阵变换器闭环控制研究

高频链矩阵变换器(High Frequency Link Matrix Converter,HFLMC)作为一种变换级数较少的整流器,具有高传输效率,是一种具有良好发展前景的变换器。本文以HFLMC为研究对象,在双极性电流空间矢量调制策略(Bipolar Current Space Vector pulse width Modulation,B-C-SVM)基础上,分析调制策略的原理,提出一种简单的比例积分闭环控制方法,通过控制调制度来实现对输出电压的控制。实验波形验证了本文所提控制方法的有效性以及正确性。     

单级双向反激式高频环节逆变器研究

讨论了一种新颖的基于双向反激拓扑的单级逆变器,并对该电路拓扑的工作原理、控制策略和关键电路参数设计进行了深入的分析。该拓扑由两个完全相同的双向反激变换器构成,两个双向变换器输入并联、输出串联,负载与两个双向变换器的输出端连接,从而组成一种单级逆变器。该逆变器具有单级功率变换、结构简洁、双向功率流和可靠性高等特点。实验充分证实了理论分析的正确性和单级逆变器的可行性。     

高频交流环节AC-AC变频变换系统基准正弦电路研究

本文首次提出并深入分析研究了一类全数字化技术的、与电网电压n倍频或n分频信号同步的基准正弦电路，并给出了关键电路参数设计准则与试验结果，试验结果与理论分析一致。该基准正弦电路具有输出正弦电压与电网电压n倍频或n分频信号同步、THD小、幅值可调但不受电网电压波动的影响、简甲实用、价格低廉等优点，在高频交流环节ACAC变频变换系统和UPS中具有重要应用价值。     

高频交流环节AC／AC变频变换系统基准正弦电路研究

首次提出并深入分析研究了一类全数字化技术、与电网电压n倍频或n分频信号同步的基准正弦电路，并给出了关键电路参数设计准则与试验结果，试验结果与理论分析一致。该基准正弦电路具有输出正弦电压与电网电压n倍频或n分频信号同步、THD小、幅值可调但不受电网电压波动的影响、简单实用、价格低廉等优点，在高频交流环节AC／AC变频变换系统和UPS中具有重要应用价值。     

高频链矩阵变换器解结耦调制策略在风电场中的应用

由于风电场运行的波动性和不确定性,使高频链矩阵变换器输出侧电压电流谐波含量较高。为此,提出一种应用于风电场运行的高频链矩阵变换器解结耦调制策略。基于解结耦调制思想从单向可控开关的角度分析由双向开关组成的矩阵变换器,并引入极性选择信号实现拓扑解耦。进而通过优化空间矢量信号与极性选择信号的逻辑组合,进一步优化双向开关驱动逻辑,降低换流难度,使得矩阵变换器输出电压电流谐波含量明显减少,改善了电能质量。Matlab/Simulink仿真验证了所提调制策略的有效性与可行性。     

高频链反激逆变器研究

研究了一种高频链反激逆变器拓扑及其工作在电感电流连续模式下的控制方案。电路不存在可能出现的正激通道,因而占空比可大于0.5,得到了较宽范围的输出电压。通过采用同步整流,提高了整机效率。给出了控制方案和主要参数设计,并进行了实验验证。实验表明,电路结构简单,运行可靠,易于模块化,且稳态和动态特性良好,负载适应性好,具有四象限运行能力。     

高频交流环节AC/AC同频变换系统基准正弦电路研究

介绍并分析研究了一种采用数字化技术的，与电网电压同步的基准正弦电路，给出了关键电路参数设计准则。试验结果与理论分析一致。该基准电路具有输出正弦电压与电网电压同步，THD小，幅值可调且不受电网电压波动的影响，简单实用，价格低廉等优点，在高频交环节AC／AC变换系统，不间断电源系统UPS中具有重要应用价值。