不对称输入电压下矩阵变换器调制策略的研究

对矩阵变换器的工作原理和调制策略进行了分析，对不对称输入电压下矩阵变换器的输出特性及其产生原因进行了说明，在此基础上提出了保持矩阵变换器输出三相对称正弦电压的条件，介绍了满足这一条件的两种简单可行的方法，仿真结果说明了该方法的有效性．     

矩阵变换器在非正常输入电压下的调制方法

由于矩阵变换器没有中间直流储能环节,输入端的任何扰动都会对输出端产生影响.为了保证矩阵变换器系统在非正常输入电压工况下仍能安全稳定运行,基于空间矢量调制策略提出了一种采用输出电压和输入电压空间矢量幅值实时计算电压调制比的方法.该方法通过采集输入端电压的瞬时值对开关状态的占空比进行实时调节,从而保证输入电压在正常和非正常...     

双级矩阵变换器输入电压不平衡控制策略

双级矩阵变换器(又称为间接矩阵变换器)是一种新的矩阵变换器拓扑,存在中间直流环节,但不包含储能的电容或者电感.因此,当输入侧电压不平衡时,输入输出电流波形将直接受到影响,降低了双级矩阵变换器的性能.针对这一问题,本文提出了一种基于瞬时无功理论的补偿方法.在输入电压不平衡情况下,该方法控制输入侧有功为恒定,构造输入电流矢量参考值,并对整流级电路和逆变级电路分别采用空间矢量脉宽调制,从而保证输出性能的稳定.实验结果表明,该方法有效地减小了输入输出电流中的谐波含量,改善了变换器的性能.     

输入不对称条件下矩阵变换器调制策略的实现

交-交矩阵变换器以其单位输入功率因数和良好的正弦输入电流和输出电压等优点,被誉为"绿色"变换器.它可消除目前多样性负载给电网带来的严重谐波污染和低功率因数等负面影响,在电力电子领域蕴藏着良好的应用前景.针对可能出现的输入电压小对称情况,改进了双空间矢量调制策略,有效抑制了因输入电压不对称而引起的输出电压谐波,得到了对称的三相输出电压.为验证改进方法的正确性,利用数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)和复杂可编程逻辑器(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD)泽码电路作为控制器,制作了原理样机,并对改进策略进行了实验验证,给出了实验波形.     

输入不平衡时双级矩阵变换器调制策略的改进

针对输入电压不平衡时双级矩阵变换器输出电能质量差且电压传输比低等问题,在空间矢量脉宽调制基础上提出了一种混合型控制策略.整流级采用过调制策略,保证负载侧输出最大功率,逆变级通过时变电压调制系数来实时修正逆变级占空比,确保负载侧三相对称输出,利用Matlab/Simulink对该调制策略下TSMC输出性能进行了仿真研究.仿真结果表明该方法不仅能有效改善非对称输入时输出波形,提高电压利用率,而且算法简单易于实现.     

输入不平衡时双级矩阵变换器的比例谐振控制

针对三电平双级矩阵变换器的不平衡输入情况,提出一种逆变级比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制策略。采用电压闭环PR实现对输出电压的无静差控制,从而抑制输入电压不平衡对输出性能的影响。该策略无需多次坐标变换,且在逆变级采用60°坐标系空间矢量脉宽调制方式,控制策略运算简单、易于数字化实现。与传统PI控制相比,该策略不仅能够有效抑制输入电压不平衡对输出性能的影响,而且降低了输出电流低次谐波含量,使系统具有良好的稳态性能和抗扰性能。     

矩阵变换器的输入电流控制策略

根据有功功率平衡原理推导出不平衡输入电压下表征矩阵变换器输入电流特性的通用方程,分析表明矩阵变换器的输入电流特性只能通过对输出功率及输入电流偏置角的控制来调节.根据矩阵变换器输入电流特性方程及输入电流控制目标得到3种典型输入电流控制策略.在输出电压平衡正弦的情况下:使矩阵变换器的输入电流矢量与输入电压矢量保持固定的功率因数角(策略1),可得到不平衡且非正弦的输入电流男;使输入电流矢量跟踪输入电压正序分量与负序分量之差的方向(策略2),可得到不平衡但正弦的输入电流;输出电压矢量幅值变化并使输入电流矢量与输入电压正序分量保持固定的功率因数角(策略3),可得到平衡正弦的输入电流,但输出电压不平衡且非正弦.其中,策略1的输入功率因数及输出电压控制能力最强,但输入电流波形质量最差;策略2的输入电流波形质量较好,但输入功率因数和输出电压控制能力有限;策略3得到的输入电流波形质量最好,但输出电压特性最差.通过仿真及实验验证了理论分析的正确性.     

矩阵变换器在非对称输入电压情况下的一种改进控制法

在非对称输入电压情况下，短阵变换器基于空间矢量控制法的输出电压和输入电流中都将含有谐波分量。通过采用时变调制比的方法，可以消除不对称输入电压的影响，从而获得对称正弦输出电压或输入电流。     

采用脉冲电压源单元的不对称型双输入直流变换器

在新能源联合供电系统中,多输入直流变换器(multi-input DC/DC converter,MIC)可实现多路源同时或单独向负载提供能量,从而简化系统结构、降低总体成本、实现能量的优化利用。在需要隔离的应用场合,现有的MIC结构复杂、变压器绕组数量较多。为此该文提出一族不对称型双输入直流变换器,同现有隔离型双输入变换器相比,其优点是结构简单、且可以实现软开关,具有高功率密度和高效率。详细阐述该类变换器的推导过程及其控制策略,以其中某变换器为例,分析其工作原理,并通过一台240 W的原理样机进行实验验证。     

双电压合成矩阵变换器无功功率的控制与输入电流消谐

分析了基于双电压合成的矩阵变换器。提出了参与输入电压的概念,并用其对双电压合成矩阵变换器进行了两点改进：一是实现了无功功率的正负调节;二是改善了在非对称输入电压情况下的输入电流波形。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

非正常输入条件下SPWM矩阵变换器的前馈补偿控制

矩阵变换器是一种AC/AC直接变换器,在电网输入非正常时会恶化其输出电压特性.本文基于SPWM矩阵变换器提出了一种前馈补偿方案,通过检测线电压包络,对三角波载波进行预调制,使得正弦脉宽调制输出脉冲在宽度上给予补偿.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.     

改进矩阵变换器在非对称输入情况下的空间矢量调制策略

分析了基于空间矢量调制矩阵变换器在输入电压非对称时的输出电压谐波问题,提出了一种有效的改进措施,通过在虚拟整流空间矢量调制矢量中注入负序分量,使得输出电压的谐波含量和不对称性均得到明显改善。通过数值仿真验证了所提方法的正确性。     

矩阵变换器在非对称输入情况下输出电压波形的改善

在非对称输入电压情况下,对基于双空间矢量调制的矩阵变换器的输出电压波形进行了分析。提出了利用时变调制比改善输出电压波形的方法,在牺牲一定增益和增加少量计算时间的前提下,用可获得对称的输出电压。     

矩阵式变换器驱动异步电机调速系统抑制输入电压扰动的研究

详细分析了输入侧电压扰动(包括瞬时电压跌落、三相不平衡等)对矩阵式变换器驱动异步电机调速系统性能的影响,包括电机电压波动和电机转速跌落.提出了一种抑制输入电压扰动的控制策略,采用空间矢量过调制技术,扩大了系统的运行范围.仿真分析和实验结果表明,提出的抑制输入电压扰动的控制策略在输入电压跌落和不平衡两种情况下,均可有效地补偿矩阵式变换器输出电压,维持电机转速的恒定.从而增强了系统的抗扰动能力,提高了系统的稳定性和适应性.     

非对称输入下矩阵变换器新型电流控制策略

针对矩阵变换器的非对称输入情况,分析了其虚拟直流电压与输入电源的关系,推导了在非对称输入时虚拟直流电压的表达式,提出了基于虚拟直流电压预测的调节控制策略,即在一个开关周期内实时预测虚拟直流电压,通过预测调节系数对虚拟直流电压进行补偿,维持其为恒定值.该方法不仅降低了交流直接供电下输入电源不对称对输出的影响,使输出SPWM的控制可借鉴传统逆变器的经验,而且保证了矩阵变换器输入空间矢量的正确调制.给出了预测调节控制的原理及具体实现方法.仿真及试验结果表明,虚拟直流预测策略适用于交流变频驱动系统,可有效抑制输入不对称的影响,提高矩阵变换器在交流驱动场合的实用性.     

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。