双级矩阵变换器输入功率因数可调的载波调制策略

载波调制方法的出现简化了双级矩阵变换器的控制,使用传统载波调制方法时在高调制区时会产生窄脉冲,且设定输入功率因数角较大时会有安全隐患。先对传统载波调制方法的窄脉冲现象进行研究,通过对调制函数的修正一定程度上避免了窄脉冲的产生,并在此基础上解决输入功率因数角较大时直流母线可能出现负压的问题,从而输入功率因数角不再受传统调制方法下有关调节范围的限制。实验结果证明了所提方案的正确性及可行性。     

双级四脚矩阵变换器随机载波调制原理与实现

双级四脚矩阵变换(Four-leg Indirect Matrix Converter.简称HMC)的空间矢量调制需要复杂的三维矢量合成运算.使用随机载波调制不仅能简化运算过程,还能减弱开关频率附近的噪声干扰.在此制作了一套基于载波调制的HMC样机,并随机使用4种不同载波形式重塑输出电压噪声频谱.实验结果表明,该FIMC容易实现,且能够改善输出电压在整数倍开关频率附近的噪声分布.     

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。     

双级矩阵变换器的简化调制方法

双级矩阵变换器是一种由整流级和逆变级构成的、具有新型拓扑结构的变换器。为此针对整流级提出一种简化的脉冲宽度调制(PWM)方法,该方法计算占空比简单,而且可以使整流级在每一个开关周期内输出的直流电压的平均值为常数,综合了常规算法的优点。在新调制方法的思想下,给出了调节输入侧功率因数的详细方法,并分析了输入功率因数调节受限的范围。最后应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果验证了所提出的新调制方法的正确性。     

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。     

不对称调制下双级矩阵变换器的谐波分析

将双级矩阵变换器应用于360~800Hz航空变速恒频发电系统中,较高的输入频率是对变换器控制性能的重大挑战。仿真和实验表明,采用传统的不对称双空间矢量调制方法虽然具有控制简单、开关损耗低等优点,但在高频输入时,输出电压和输入电流将出现低频谐波和畸变。通过简化的Buck电路模型,引入脉冲重心的概念,推导了脉冲重心偏移对实际输出电压的影响规律。基于此,分析了双级矩阵变换器的谐波分布规律,发现不对称调制在输出电压中引起频率为3nωin±(3m±1)ωo的低频谐波,而在输入电流中引起3n±1次谐波。仿真和实验验证了结论的正确性,为进一步提高双级矩阵变换器性能提供了理论依据。     

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。     

双级矩阵变换器在统一潮流控制器中的应用研究

根据统一潮流控制器的基本原理,结合双级矩阵变换器的优越电气性能,研究采用双级矩阵变换器实现统一潮流控制器的方案。对统一潮流控制器建立两相同步旋转dq坐标系下的控制动态模型,解决如何利用逆变级变换器注入电网的电压的d、q轴分量控制线路潮流;提出对逆变级变换器采用三环解耦控制,从而提高了系统的动态响应能力和稳定性;分析了双级矩阵变换器的拓扑结构及其双空间矢量控制策略和换流特点。构建了基于双极矩阵变换器的统一潮流控制器的仿真实验系统模型。     

双级矩阵变换器在统一潮流控制器中的应用研究

根据统一潮流控制器的基本原理,结合双级矩阵变换器的优越电气性能,研究采用双级矩阵变换器实现统一潮流控制器的方案.对统一潮流控制器建立两相同步旋转dq坐标系下的控制动态模型,解决如何利用逆变级变换器注入电网的电压的d、q轴分量控制线路潮流;提出对逆变级变换器采用三环解耦控制,从而提高了系统的动态响应能力和稳定性;分析了双级矩阵变换器的拓扑结构及其双空间矢量控制策略和换流特点.构建了基于双极矩阵变换器的统一潮流控制器的仿真实验系统模型.     

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。     

基于参考电压修正的双级矩阵变换器Delta-Sigma调制

Delta-Sigma调制（DSM）可在无需随机过程统计特性和复杂谐波理论分析的基础上,依托其过采样特性实现电力电子变换器变频调制。双级矩阵变换器（TSMC）作为一种理想的“全硅”交-交变换器,若能够将DSM引入TSMC,可进一步优化其电磁干扰（EMI）水平和运行效率,但TSMC的直流链电压波动问题导致TSMC-DSM策略难以直接实现。针对TSMC-DSM实现问题,该文提出一种基于参考电压修正的DSM策略。在所提方法中,通过解析TSMC整流级调制过程,将逆变级参考电压按照整流级矢量作用顺序进行修正,并依次获得各扇区参考电压修正系数。最后,在两相坐标系下分别构建两个DSM调制器,并将修正后的逆变级电压参考值引入DSM调制器以实现高性能TSMC-DSM策略。实验结果表明,所提策略能够对输出电压、电流频谱进行合理整形以减少系统对外部的电磁干扰,同时具备优良的电压传输比和动态调制性能。     

双输出双级矩阵变换器的优化调制策略研究

介绍了双输出双级矩阵变换器(DO-TSMC)工作原理,分析了一种按照比例系数分配各逆变级作用时间的双空间矢量调制策略。在此基础上提出一种优化的整流级零电流换流方法,即通过将整流级的零电流矢量作用时间进行拆分和合理分配,提高了DO-TSMC整流级换流的可靠性。搭建一台以数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)为控制器的实验样机,实验结果验证了调制策略和换流方法的有效性和可行性。     

双级矩阵变换器过调制连续控制方法的研究

针对双级矩阵变换器TSMC(two-stage matrix converter)常规调制策略电压传输比低的问题,提出一种可以提高电压传输比的过调制连续控制方法。首先介绍TSMC的拓扑结构和数学模型,分析整流级所采用的无零矢量空间矢量调制方法,阐述逆变级所采用的过调制连续控制方法;然后在分析过调制连续控制方法的原理和特点基础上,利用MATLAB工具建立系统仿真模型,进行仿真验证;最后采用型号为TMS320LF2812的控制器制作了一台样机,进行物理实验。仿真和实验结果说明采用该方法可以对空间电压矢量脉冲宽度调制SVPWM(space vector pulse width modulation)的输出电压进行连续和平滑地控制至达到6阶梯波工况时的最大值。TSMC过调制时输出电压基波可以精确控制,输出电流电压波形质量好。     

双级矩阵变换器的过调制策略研究及实现

在分析双级矩阵变换器(MC)控制原理的基础上,提出了一种过调制控制策略,该策略分为两步:首先通过控制双级MC中的整流器,使其整流侧得到尽可能大的直流整流电压;然后,对双级MC逆变器进行过调制,以增大逆变器输出电压,提高电压传输比。在过调制控制原理的基础上,基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)建立了一套双级MC实验装置。实验结果证明,双级MC过调制策略能有效提高电压传输比,从而验证了该过调制策略的正确性。     

双级矩阵变换器混合式换流

针对双级矩阵变换器(TSMC)整流级窄脉冲处四步换流失效和宽脉冲处零电流换流较难追踪覆盖的不足,提出一种混合式换流方案,将脉冲分为宽窄脉冲,宽脉冲下采用四步换流策略,窄脉冲处采用零电流协调换流,零电流换流协调会导致逆变级载波为动态不规则波形,较难实现,提供了一种依据整流级开关占空比调整逆变级信号波的简易实现方法,分析了原理,给出了示意图.搭建了一台样机对上述方案进行了实验验证,结果表明该方案的采用在确保系统具有优良网侧和传动性能的同时,实现了安全可靠换流,从而有效消除了由上述问题导致的过电流/过电压尖峰,提高了系统可靠性,为TSMC进一步工程应用奠定了基础.     

适用于双级矩阵变换器的空间矢量过调制策略

针对双级矩阵变换器电压传输比低的固有缺陷,结合电流型及电压型变换器的过调制策略,提出了分别适用于双级矩阵变换器整流级和逆变级的空间矢量过调制策略,该过调制策略使最大电压传输比从0.866提高到1.053,输出电压基波幅值精确线性控制,谐波畸变率较小,其中逆变级调制策略还可有效抑制输入电压突升突降对输出性能的影响,同时无需预存大量数据,算法简单,易于实现。仿真和实验表明了文中过调制策略的可行性和正确性。     

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...     

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.     

脉冲频率调制在反激式变换器中的应用

采用脉冲频率调制(Pulse Frequence Modulation,简称PFM)方式的开关电源能够实现输出电压大范围连续可调.根据其特点,论述了这种调制方式在反激式变换器中的应用,介绍了它的工作过程,并对比了它与脉冲宽度调制(Pu1se Width Modulation,简称PWM)方式之间的差异,最后对工作周期、输出纹波、输出滤波和变压器初级电感等重要设计参数进行了讨论,这对脉频式开关电源的设计具有重要的实际参考意义.