基于改善电压传输比的矩阵变换器研究

矩阵变换器具有自身的一系列优点,必定会在各行业得到广泛应用.因此,矩阵变换器的研究愈来愈成为热点.首先简单介绍了矩阵变换器的优、缺点,然后分两种情况详细介绍了矩阵变换器电压传输比的国外研究状况.第一种是电压传输比在0.866以下的研究状况;第二种是电压传输比在0.866以上的研究状况,并对电压传输比从变流技术的角度进行了推导,揭示了电压传输比与控制角的内在联系.对国内情况也作了简单的回顾.     

高电压传输比BMC、BBMC矩阵变换器研究

提出了2种具有高电压传输比的新型矩阵变换器，根据逆变侧主电路拓扑结构的不同，将其分别称为Boost矩阵变换器(BMC)和Buck-Boost矩阵变换器(BBMC)。介绍了这2种拓扑结构的基本构成和工作原理，阐述了滑模控制器和双闭环控制器的设计方法，并对其进行了比较，最后通过仿真证明了该新型电路结构的可行性和有效性。结果表明：该电路能实现电压传输比和输出频率的任意调节，且波形失真度小，从而有效地解决了传统矩阵变换器(CMC)电压传输比低的固有缺陷，具有很好的应用价值。     

具有高电压传输比的BMC和BBMC矩阵变换器研究

提出了2种具有高电压传输比的新型矩阵变换器,根据逆变侧主电路拓扑结构的不同,将其分别称为Boost矩阵变换器(BMC)和Buck-Boost矩阵变换器(BBMC).介绍了这2种拓扑结构的基本构成和工作原理,阐述了滑模控制器和双闭环控制器的设计方法,并对其进行了比较,最后通过仿真证明了该新型电路结构的可行性和有效性.结果表明:该电路能实现电压传输比和输出频率的任意调节,且波形失真度小,从而有效地解决了传统矩阵变换器(CMC)电压传输比低的固有缺陷,具有很好的应用价值.     

具有高传输比的矩阵变换器结构研究

矩阵式交-交变频器具有无中间直流环节,可以任意调频,能量双向流动的诸多优点。但目前的矩阵变换器电压传输比多数只能达到0.866,限制了实用化进程。该文设计的泵式矩阵变换器结构,可以任意调节矩阵式变换器的传输比,从机理上解决了矩阵式变换器的传输比低的问题。     

一种提高矩阵变换器电压传输比的有效途径

给出了一种提高矩阵变换器电压传输比的有效途径。通过非线性调制,矩阵变换器的电压传输比可以提高至1．053。仿真结果表明：在提高电压传输比至0．955,电机的性能满足一般调速要求。     

提高混合式双级矩阵变换器电压传输比的控制策略研究

对混合式双级矩阵变换器的控制策略进行研究,提出了一种混合式TSMC的控制策略。该控制策略通过消除TSMC逆变级零矢量,提高了直流PWM电压的利用率,达到提高TSMC电压传输比的目的。同时利用直流侧H-桥变换器的调节功能,对逆变级输入电压进行调节,保证TSMC输出电压的对称正弦。仿真结果验证了控制策略的正确性。     

一种基于Boost电路的新型矩阵变换器及其谐波分析

在交-直-交矩阵变换器的中间直流环节上串联-工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成了一种基于Boost电路的交-直-交矩阵变换器Boost MC(boost matrix converter).利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高矩阵变换器的电压传输比的目的.推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通(DCM)工作模式,分析了电路拓扑结构,重点讨论了Boost MC的升压原理并对输入电流和输出电压进行了谐波分析.仿真试验结果验证了该方案的有效性和正确性,电压传输比可达到1.0以上,输出电压波形非常接近正弦波,谐波含量增加不多,且主要为开关频率附近的高次谐波.     

基于Boost电路的矩阵变换器特性研究

此处提出了一种内嵌式Boost电路的超稀疏矩阵变换器(USMC)拓扑结构,用于解决USMC电压传输比较低的问题。这种内嵌式Boost电路的工作原理在于在USMC的直流环节增加Boost电路,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,推导出新型USMC拓扑结构的电压传输比及输出功率因数范围。相比于普通USMC拓扑结构,能够提高直流环节的输出电压,使逆变级输出更高的线电压,从而拓宽输出电压传输比范围,而且能降低输出电流的谐波畸变率。最后通过仿真和实验结果验证了该理论的正确性和可行性。     

基于Boost电路的新型矩阵变换器研究

在AC/DC/AC矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的中间直流环节上串联一个工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成基于Boost电路的AC/DC/AC矩阵变换器,即BoostMC.利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高MC的电压传输比的目的.同时,引入参考输入电压的概念以对无功功率进行调节,起到对电网的无功补偿作用.推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通工作模式,分析了电路拓扑结构,研究了中间升压电路的控制策略.仿真和样机实验结果验证了该方案的有效性和正确性.     

基于交流斩波逆变器的交直交矩阵变换器研究

本文在矩阵变换器和交流斩波逆变器的基础上提出了三种新颖的交直交型矩阵变换器,称之为交流斩波式矩阵变换器(AC Claopper Matrix Converter,ACCMC).阐述了这类矩阵变换器的电路拓扑结构、工作原理,然后通过仿真研究和样机实验证明了该电路的可行性和有效性.该电路的电压传输比可达1.0,甚至更高,这就突破了传统的矩阵变换器电压传输比最大为0.866的限制,且输出电压波形的失真度很小,因此具有很好的研究意义和应用价值.     

一种提高矩阵变换器电压增益的空间矢量调制法

与传统的电压源型逆变器相比,矩阵变换器主要的缺点之一是在输入及输出电流为正弦时,输出输入电压传输比限制在0.866。为克服此缺点,在传统的矩阵变换器空间矢量调制方法的基础上,提出了一种提高电压增益的调制策略,进行了详细说明,概念清楚、控制简单,不需要复杂的数学计算。此调制策略没有使用零矢量,较传统方法换流数量减少,输出输入电压传输比提高到0.95以上,但输出电压及输入电流波形出现了一定程度的畸变。通过仿真证实了理论分析,也显示了此调制策略的优缺点。     

基于Quasi-Z源矩阵式变换器电压传输比的研究

为了克服传统矩阵式变换器电压传输比过低的问题,本文提出了基于Quasi-Z源网络的单相矩阵式变换器电路拓扑。采用Quasi-Z源电路拓扑的单相矩阵式变换器的优势在于:在升压的模式下,可以使变换器的电压传输比大于1;允许变换器桥臂瞬间短路或开路,从而提高系统可靠性;在不同输出频率下,通过改变占空比可以得到幅值可控的输出电压波形。本文首先对单相Quasi-Z源矩阵式变换器的工作原理和运行模式进行分析;给出了单相Quasi-Z源矩阵式变换器的状态方程数学模型,在此基础上,推导出了其电压传输比公式。最后通过PSIM电力电子仿真软件来搭建仿真模型,验证了理论的正确性和合理性。     

电压传输比为1的矩阵变换器调制策略研究

将矩阵变换器等效为虚拟整流和虚拟逆变,并对整流级采用不可控调制,逆变级采用空间矢量过调制策略,以解决电压传输比低和调制算法复杂的问题。理论分析与仿真结果表明,双模过调制模式Ⅰ、模式Ⅱ和单模过调制策略均可使矩阵变换器电压传输比提高到1.0以上。综合电压传输比和输出波形畸变两方面因素,得出双模过调制模式Ⅰ是最理想调制策略。