单相高频链矩阵变换器调制策略研究

针对单相高频链矩阵变换器阻感性负载安全换流问题,提出了正弦脉宽调制(SPWM)常规调制策略和SPWM混合调制策略两种解耦分时驱动策略,这两种策略均改变了矩阵变换器双向开关管共用一个驱动信号的方法。通过对比,突出了SPWM混合调制策略的优点,该策略无需检测负载电流极性,容易实现一步自适应换流,可有效抑制开关管电压浪涌,解决了双向开关管安全换流的难题。最后,利用Matlab软件建立了仿真模型,并搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了SPWM混合调制策略的优越性。     

基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究

针对三相-单相矩阵变换器系统,提出了一种新型调制策略,即将虚拟整流级的空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)和虚拟逆变级的正弦脉宽调制(Sine Pulse Width Modulation,简称SPWM)相结合进行控制,通过简单的调制合成即可实现输出电压正弦。研制了基于四步半软换流策略的1 kW三相-单相矩阵变换器实验样机,实验结果验证了所提控制策略的可行性和正确性。     

一种新颖的五相矩阵变换器的调制策略及仿真

首先阐述了五相矩阵变换器的结构及其常规的空间矢量调制技术,然后提出了一种新的调制策略.该策略目的是使变换器逆变侧的广义零序子空间合成电压为零,从而使五相矩阵变换器逆变侧的输出电流谐波尽可能的减小.通过常规调制策略和提出的调制策略的仿真结果进行对比,验证了新方法的优点和可行性.     

单相-三相矩阵变换器驱动PMSM的弱磁控制

针对单相-三相矩阵变换器驱动永磁同步电机出现的响应振荡问题,结合弱磁控制原理与矢量控制原理,提出一种给定电流变化轨迹的控制方法.根据电源电压采样信号与电机运行实时参数确定电机允许工作区域.在允许工作区域内,依据弱磁原理,确定给定电流指令.根据矢量控制原理,将给定电流指令转换为给定电压指令,驱动电机.搭建单相-三相矩阵变...     

一种矩阵变换器的低调制比策略及实现

针对矩阵变换器空间矢量调制策略在低调制比输出时引起的换流问题及输出波形的非线性畸变,提出了三零矢量调制的空间矢量调制方案,同时设计了一套基于DSP和FPGA的控制系统.通过实验验证了该控制策略的可行性和正确性,达到了改善在低调制比给定时输出电压波形的目的,提高了矩阵变换器的运行性能.     

抑制三电平矩阵变换器共模电压调制策略

与传统AC-DC-AC功率变换器相比,矩阵变换器作为一个通用的功率变换装置,能够轻易实现N个相位到M个相位的变换。矩阵变换器可以产生理想的输入输出波形、没有中间储能环节、能量双向流动、快速的动态响应等优点。三电平矩阵变换器能够提高电压传输效率、实现多电平电压波形输出、突破电压传输比0.866的限制。针对三电平矩阵变换器调制过程中存在的共模电压问题,提出了基于电容钳位三电平矩阵变换器的改进空间矢量调制算法,根据不同的调制系数选择不同的调制策略,能够将三电平矩阵变换器的共模电压减小到最小。通过实验和仿真平台验证该简化策略的可行性和正确性。     

间接式矩阵变换器及其调制策略

矩阵变换器在拓扑结构上很简单,且具有很强的可控性.但20多年来,人们一直把注意力集中在一种拓扑结构上,即直接式矩阵变换器,该变换器换流方法和调制策略比较复杂.本文介绍了另外一种拓扑结构的矩阵变换器--间接式矩阵变换器,并根据其拓扑结构对调制策略及零电流换流方法进行了深入分析和研究,通过Matlab软件对其进行建模仿真,仿真结果表明,间接式矩阵变换器拓扑结构正确可行,换流方法和调制策略相对比较简单,开关损耗小.     

矩阵变换器的过调制策略

将矩阵变换器等效成虚拟的整流器和虚拟的逆变器,再将两者结合完成对矩阵变换器的电压调制。在虚拟逆变级采用过调制策略可提高矩阵变换器的电压传输比。对在虚拟逆变级采用的双模过调制模式I、模式Ⅱ过调制策略、单模过调制策略、基于极限轨迹法的过调制策略、基于人工神经网络的过调制策略加以总结,并分析出各自的优点及缺点。针对不同矩阵变换器的系统要求,采用不同的过调制方法。     

一种矩阵变换器空间矢量调制改进方法

在非正常输入条件下,常规的空间矢量间接调制方法会引起矩阵变换器的性能恶化。针对这一问题,提出一种矩阵变换器空间矢量间接调制改进方法。该方法利用矢量方法构造一个全新的修正系数,并利用该修正系数实现对常规空间矢量间接调制方法的改进,使得修正后的空间矢量间接调制方法调制的矩阵变换器即使在非正常输入条件下仍能获得良好的性能。仿真和试验结果均表明了方法的有效性。     

永磁同步电机-矩阵变换器新型电流调制策略研究

为保证矩阵变换器具有良好的输入与输出性能,提出输入电流空间矢量调制与正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)电流控制相结合的控制策略,构建交交驱动的永磁同步电机矢量控制系统。把矩阵变换器等效为虚拟的交直交结构,详细分析了输出电流的合成过程,并推导出一个开关周期内矩阵变换器虚拟直流环节的电压与电流表达式,为实现矩阵变换器的虚拟逆变器及虚拟整流器的对应控制策略提供了理论依据。原理样机试验结果表明,采用空间矢量SPWM电流控制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的矢量控制,而且也提高了输入侧的性能。     

矩阵变换器过调制策略的研究

为了提高矩阵变换器的电压传输比,提出了多种过调制策略。将矩阵变换器等效成虚拟的整流级和虚拟的逆变级,两者相结合完成对矩阵变换器的电压调制,在虚拟逆变级采用过调制策略可提高矩阵变换器的电压传输比。对在虚拟逆变级采用的双模过调制模式Ⅰ、模式Ⅱ过调制策略,单模过调制策略,基于极限轨迹法的过调制策略,基于人工神经网络的过调制策略加以总结,并分析出各自的优点及缺点,针对不同矩阵变换器的系统要求,采用不同的过调制方法。     

矩阵变换器两种调制策略的比较与分析

对矩阵变换器的两种调制策略进行了分析比较,证明了两者占空比之间的相等关系,指出双电压调制法只是零矢量中置空间矢量调制法调换导通次序的另一种形式。两种调制法均能实现在输入电压不平衡时的控制,且占空比计算都较为简单,但是采用空间矢量调制法可以完全消除窄脉冲,且能够较为方便地进行电压补偿操作。分析了两种方法对开关损耗的影响。由于空间矢量调制法为了消除窄脉冲、提高输出波形质量,在换流时的输出电压在大压差之间反复变化,造成了开关损耗大大上升,而双电压调制法在选通输入电压时均是按电压高低依次排列,因此双电压调制法的开关损耗较小。故在选择消除窄脉冲和降低开关损耗之间,必须折衷考虑具体选择哪种调制顺序,也可以交替使用,兼有两者的优点。     

双级矩阵变换器的过调制策略

针对双级矩阵变换器常规调制策略电压传输比低的问题,在不改变双级矩阵变换器拓扑结构的前提下,该文提出了一种可以提高电压传输比的双级矩阵变换器调制策略。该调制策略将双级矩阵变换器分为两级控制：整流级采用常规电流空间矢量合成法;逆变级根据电压传输比的不同要求将电压空间矢量调制区域分为线性调制区和过调制区。根据过调制程度要求的不同,又将过调制区域分为过调制区域Ⅰ和过调制区域Ⅱ,各个区域分别采用不同的调制模式控制逆变级的输出。论文从理论上分析了过调制策略的原理。仿真和实验结果表明, 双级矩阵变换器过调制时输出电压基波可以精确控制,谐波畸变率比较小,输入输出电流波形质量好。     

两种矩阵变换器的调制策略比较仿真研究

矩阵变换器是实现"绿色"电源变频器最具发展前景的技术方案,研究与开发矩阵变换器具有重要的意义。矩阵变换器可分为常规的单级和双级两种拓扑结构,文章通过仿真来综合比较这两种矩阵变换器的调制策略,即将单级矩阵变换器的开关函数调制策略、SVPWM调制策略与双级矩阵变换器的SVPWM的调制策略进行比较研究,并在双级矩阵变换器的逆变级采用了合理插入零矢量的调制方式。通过Matlab/Simulink仿真软件验证它们的调制策略的可行性,并进行综合比较与分析,证明了双级矩阵变换器具有更好的性能,对矩阵变换器及其调制策略的选取具体一定的参考价值。     

一种大幅度减小间接矩阵变换器高频共模电压的调制策略

现有的间接矩阵变换器共模电压抑制策略大都聚焦于降低峰值而缺少对减小高频共模电压幅值的研究。基于有效矢量作用下的共模幅值和正负特性,该文提出一种大幅度减小间接矩阵变换器高频共模电压的新型调制策略,该策略的共模电压在一个输入扇区内正负方向不发生变化：整流级调制选择相邻两个有效矢量,逆变级调制在输入1、3、5扇区选择输出共模电压方向始终为正的有效电压矢量V₂、V₄、V₆;在输入2、4、6扇区选择输出共模电压方向始终为负的有效电压矢量V₁、V₃、V₅。通过减小共模电压在一个载波周期内的跳变次数和变化幅值,可以大幅度减小高频共模电压。最后,通过仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

功率解耦后三相-单相矩阵变换器的闭环控制策略

三相-单相矩阵变换器(3-1 MC)不含母线电容,单相脉动功率直接耦合到输入侧,导致三相输入电流谐波含量高、输入源容量要求大。因此,文章研究了含功率解耦电路的3-1 MC拓扑,该拓扑下单相脉动功率流入功率解耦电路并构成能量流通回路,根本上解决了脉动功率对输入侧的影响。但是,3-1 MC功率解耦拓扑中增加了功率开关,影响变换器的闭环设计。于是,文章利用开关器件平均模型法逐步简化3-1 MC功率解耦拓扑的数学模型,建立变换器dq轴坐标系下的小信号模型,结合小信号模型的特点和传递函数,提出一种虚拟直流母线电压反馈的闭环控制策略并研究控制参数设计方法。最后,实验结果表明该种闭环策略能有效控制3-1 MC功率解耦拓扑,具有良好的动静态特性。     

一种新的单相逆变电源及其调制方式的研究

该文提出了一种新型单相逆变电源。通过对其谐波产生原因进行深入细致分析，并研究电力系统处于三相平衡状态和三相不平衡状态对逆变电源工作特性的影响，提出了一种新的谐波消除脉冲宽度调制方法，从而简化了逆变电源主电路结构，可以大大减小甚至去掉了传统逆变电源的直流侧滤波电容。最后通过仿真验证了新型逆变电源及其脉冲宽度调制方法的良好特性一一网侧电流畸变率低、输出电压谐波小及响应速度快。     

矩阵变换器的一种安全换流策略

矩阵变换器由于换流困难始终无法在大功率环境中得到推广应用,该文在传统的电压型两步换流法的基础上,提出一种过渡区间采用四步换流的安全换流策略,在电压接近的换流两相之间插入3个安全续流状态来实现换流,避免了电流型换流法小电流检测困难的问题,解决了原来换流法换区间时容易短路的现象,完善了电压型换流策略。该策略不仅对输入输出波形影响较小,而且实现较为简单,系统开关损耗也不会增长很多。全压380 V输入和5 kW功率输出实验结果表明,该换流策略是可行的。提出的新型换流策略可在大功率交-交电力变换中得到进一步推广和应用。     

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。     

基于数学构造的矩阵变换器调制策略

针对矩阵变换器现有调制策略复杂、计算量大的问题,提出一种基于数学构造的矩阵变换器调制策略。该调制策略不仅省去了以往调制策略中对扇区的计算,算法简单,易于理解和实现,能够保证最大电压传输比0.866和输入功率因数可控;而且,该调制策略的构造方法具有通用性,对其他电力电子变换器调制策略的提出有指导作用。仿真和实验结果表明了这种方法的可行性和正确性。