双级矩阵变换器空间矢量过调制策略研究

针对双级矩阵变换器(two stage matrix converter,TSMC)电压传输比偏低的问题,在空间矢量调制策略基础之上,分别将双模和单模两种过调制技术引入TSMC的整流级和逆变级。分析了这两种过调制技术运用于双级矩阵变换器的基本原理,给出了实现算法,在Matlab/Simulink下进行了算法的仿真实现,并通过仿真实验比较了两种技术的输出性能。实验结果表明,双级矩阵变换器采用过调制技术不仅可将电压传输比提高至1左右,而且输出波形质量较好。为双级矩阵变换器的进一步研究和应用提供了理论参考。     

18开关双级矩阵变换器的空间矢量调制策略及其仿真研究

该文推导了从常规矩阵变换器（CMC）到双级矩阵变换器（TSMC）的演变过程，证明了二者开关函数等效、变换功能相同。由于拓扑结构不同，二者的空间矢量调制方法存在差别，该文分析了TSMC的几种典型拓扑电路，以18开关拓扑结构的TSMC为例，分析推导了其整流级和逆变级的空间矢量调制策略，给出了实现零电流换流的开关矢量顺序，并利用MATLAB对18开关TSMC调制策略进行仿真研究，仿真结果表明了TSMC具有和CMC同样优良的输入输出性能，验证了该文理论分析和调制策略的正确性。为双级矩阵变换器的进一步研究和软硬件设计提供了理论基础。     

无功功率可控的双级矩阵变换器空间矢量调制策略

双级矩阵变换器是一种新型拓扑结构的矩阵变换器,它相对常规矩阵变换器更具发展潜力。文中提出了参考输入电压概念,在双级矩阵变换器空间矢量调制策略中利用参考输入电压来实现无功功率的调节,并给出了详细的调制方法,分析了输入功率因数和双级矩阵变换器电压传输比的关系。仿真结果表明：所提出的方法能获得优良的输入输出性能、能有效调节双级矩阵变换器输入功率因数。     

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。     

基于混沌扩频的双级矩阵变换器调制策略的研究

双级矩阵变换器由于具有优良的输入输出性能而受到广泛关注。在对双级矩阵变换器调制策略分析的基础上,将扩频调制策略引入到输出双级矩阵变换器调制策略中来抑制电磁干扰和噪声。将混沌扩频技术用于双级矩阵变换器中,用混沌信号改变固定开关频率。为了不影响整流级的零电流换流,采用整流侧和逆变侧同步扩频策略,降低了开关频率和倍频处的谐波幅值,从而达到降低电磁干扰和噪声的目的,仿真结果证实了混沌扩频调制策略的可行性。     

非正常输入情况下双级矩阵变换器调制策略的改进

针对常规空间矢量调制法不能抑制非对称、畸变等非正常输入电压对双级矩阵变换器输出所产生的影响,对双级矩阵变换器空间矢量调制策略进行改进,提出一种新的非正常输入电压表示方法以及抗扰分量的概念,通过在整流调制矢量中引入抗扰分量来提高双级矩阵变换器的输出波形质量.本文分析了改进调制策略的原理,利用Matlab/Simulink分别对在常规调制策略和改进调制策略下的双级矩阵变换器(TSMC)输出性能进行了仿真对比,结论表明所提方法不仅能对非正常输入电压引起的输出谐波进行有效抑制,而且简单易实现,从而验证了所提方法的正确性.     

三相-五相矩阵变换器谐波产生机理的分析研究

分析了三相-五相矩阵变换器的两种空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制策略。在此基础上对这两种调制策略的输出电压分别进行了傅里叶级数展开,分析了输出电压的谐波含量,并计算了两种调制策略下的畸变率;在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,对输出电压进行了快速傅里叶变换(FFT)分析。通过仿真结果与计算结果进行对比,验证了理论分析的正确性,为多相矩阵变换器的谐波分析及其滤波器的设计提供了依据。     

矩阵变换器电路拓扑结构研究综述

矩阵变换器作为一种新型的电力变换装置,具有诸多的优良性能,越来越引起人们的关注。但最初提出的单级矩阵变换器存在开关器件数目多、换流过程复杂等缺点,为了解决这些问题,提高矩阵变换器的性能,国内外学者一直对其电路拓扑结构进行研究和改进。对各种矩阵变换器的电路拓扑结构进行了概述与对比,重点对双级矩阵变换器、稀疏矩阵变换器和高频链矩阵变换器进行了描述。     

基波幅值线性控制双级矩阵变换器过调制策略

针对双级矩阵变换器(TSMC)电压传输比低的固有缺陷,采用一种可提高电压传输比的双级矩阵变换器空间矢量调制策略,该调制策略分为线性调制区和过调制区,过调制区参考电压矢量由两部分组成,推导了过调制区参考电压矢量表达式,并得出了与线性区相似的占空比表达式.该过调制策略不仅能使TSMC最大电压传输比从0.866提高到0.95...     

基于双级矩阵变换器供电的直接转矩控制系统仿真研究

在矩阵变换器虚拟直流环节的思想上,给出了双级矩阵变换器的电路拓扑,仿真研究了双级矩阵变换器的双空间矢量调制策略.根据双空间矢量调制的缺点.提出了逆变环节采用直接转矩控制,整流环节控制输入电流矢量或直流母线电压来实现输入功率因数校正或提高电机系统性能的双级矩阵变换器供电的直接转矩控制系统.对整流环节采用空间矢量调制时的直接转矩控制系统进行了仿真研究,在分析转矩脉动的基础上给出了一种输入功率因数滞环比较的闭环控制方法.对直流母线在高、中、低范围内的直接转矩控制系统进行了仿真研究,分析了直流母线电压在不同范围内的系统性能,并由此给出一种通过控制直流母线电压范围来提高系统性能的控制方法.仿真结果表明这种方法兼顾了直流母线在高电压范围内动态性能好和在低电压范围内因离散化引起的转矩脉动较小的优点,并使用中电压范围减小了因直接转矩控制失效引起的不合理转矩脉动,从而提高了系统的动、静态性能.     

矩阵式变换器的调制策略综述

矩阵式变换器所含开关较多,数学模型复杂,控制繁琐,因而在矩阵式变换器的实际应用中,采用适当的调制策略加以实现,这是保证系统稳定可靠运行的一个至关重要的环节。本文在矩阵式变换器拓扑结构和换流方法的基础上,详细综述了三相-三相交流矩阵式变换器的几种调制策略,最后对矩阵式变换器的调制策略进行了展望。     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能.     

基于IMC多机传动系统的控制策略研究

针对传统交直交变换器多机传动系统中间直流环节存在大电感或大电容而使其体积大,笨重等的问题,采用了一种新颖的基于间接矩阵变换器IMC的多机传动系统电路拓扑。其结构紧凑,体积小,重量轻;整流级采用两段式PWM调制策略,可获得单位功率因数的正弦输入电流,多个逆变级均采用空间矢量调制,实现各个逆变级的独立控制,获得不同频率和幅值的正弦电压。在这种调制策略的基础上,分析了零矢量重叠PWM分布方式对输入输出性能的影响,它可以实现整流级电路的零电流换流,减少了逆变级的开关次数,极大地降低了开关损耗,提高了变换器的效率。仿真结果表明:采用零矢量重叠的调制策略可以减少输出电压电流的谐波含量,能够有效改善传动系统的动态和稳态性能。     

混合式双级矩阵变换器的改进与优化

为了解决混合式双级矩阵变换器拓扑结构与控制策略复杂且直流母线电压波动较大的问题,提出一种改进的直流母线环节升压电路拓扑和带补偿环节的空间矢量脉宽调制策略。改进后的直流环节用常见的直流升压电路取代了原有较复杂的拓扑结构,从而简化了该变换器的控制策略;补偿环节根据直流母线电压波动实时调整逆变级调制系数,补偿电压波动,以期改善输出波形质量。通过Matlab/Simulink建立系统仿真模型,验证了改进混合式双级矩阵变换器理论的正确性以及补偿算法的有效性。     

基于DSP的双级矩阵变换器设计

研究了具有新型拓扑结构的18开关电路的双级矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC),分别推导了其整流器和逆变器的空间矢量调制策略,介绍了零电流换流方法.并以DSP为控制器,IGBT为功率开关,建立了实验装置,编制了相应的控制软件,在改变调制比和PWM周期的条件下,拖动了三相对称星形联结的感性负载.实验中成功地实现了对输出电压频率和幅值的控制,为进一步研究双级矩阵变换器提供了理论和实践基础.     

矩阵变换器双电压合成定理及其自动调节能力研究

矩阵变换器具有自身的一系列优点,是一种绿色变频器,是交-交变频研究的热点之一。控制策略是矩阵变换器研究的重要内容。双电压控制是最重要的控制策略之一,但双电压控制相对研究较少,已发表的研究成果具有一定的局限性。本文对已发表的成果作了进一步的研究,提出了相应定理和推论:得出了输出线电压、输入线电流的一般合成规律和统一表达式;分析了输入电压异常对输入线电流合成的影响;基于本文提出的定理,给出了该调制策略对输出线电压具有的自动调节能力的一般性证明。最后,应用MATLAB语言建立了基于该调制策略的仿真模型,仿真实验验证了所提出定理和推论的正确性。     

基于DSP和CPLD的双级矩阵变换器研究

给出了双级矩阵变换器(Two-stage Matrix Converter,简称TSMC)的主电路结构,分析了TSMC的换流策略和双空间矢量调制(Space Vector Modulation,简称SVM)策略。提出了以数字信号处理器为系统的控制核心,通过复杂可编程逻辑器件实现换流和驱动信号输出的软件设计方案。实验结果验证了设计的可行性,证明了TSMC和直接式矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)一样具有优良的输入输出特性。     

基于最优马尔可夫链的双级四脚矩阵变换器随机载波调制策略

为了抑制不平衡负载中的零、负序扰动,提出一种基于载波调制的双级四脚矩阵变换器解决方案;为了提高功率变换系统的综合性能,提出一种基于最优马尔可夫链的随机载波四脚矩阵变换器调制策略。该调制策略是一种以随机过度矩阵为优化变量,以开关次数和输出电压波形质量为综合优化目标的优化调制策略,同时能一定程度地减轻电磁干扰问题。由于各性能指标的精确解析描述过于复杂,采用一种近似描述的方法,一方面能有效反映系统的真实性能,另一方面极大简化了优化任务。仿真与实验结果验证了该方法的正确性。