矫正开关函数提高AC-AC矩阵变换器的可靠性

提出一种矫正开关函数的容错控制技术,以降低AC-AC矩阵变换器断相时的故障发生率,提高变换器的可靠性.通过较详细的数学分析断相故障发生后,用合适的输入电压序列的对称与非对称模式矩阵的构建合成新的开关函数矩阵,进一步合成故障情况下所需的输出波形,使矩阵变换器在缺相时依然能继续运行.仿真与实验结果验证该容错方案的可行性.     

矩阵变换器直接开关函数调制策略的研究

对矩阵变换器开关器件调制策略的研究，提出了基于直接开关函数调制策略实现矩阵变换器功率器件控制信号的原理；建立了输入侧滤波器的仿真模块，以改善矩阵变换器输入侧的电流波形；建立了离散化的开关函数仿真模块，以适用于数字仿真和工程试验；建立了开关信号发生仿真模块，以实现功率器件控制信号的输出；将各个仿真模块进行组合得到矩阵变换器的整个仿真模型。然后通过Matlab／Simulink软件仿真，给出了主要的仿真波形。仿真的结果表明该矩阵变换器采用直接开关函数的调制策略是切实可行的，该调制策略不仅使功率器件控制信号的方法具有清晰易懂、简单有效的优点，而且实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。     

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

AC/DC开关变换器的神经网络控制

AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低。为改善功率因数,研究了使用神经网络控制器(NNC)对AC/DC开关变换器进行控制,并与传统的电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较。结果证实,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数;在参数变化时,神经网络控制器比电流模式控制器的控制性能更佳,且容错能力异常突出。     

AC/DC开关变换器的神经网络控制

AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低.为改善功率因数,研究了使用神经网络控制器(NNC)对AC/DC开关变换器进行控制,并与传统的电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较.结果证实,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数;在参数变化时,神经网络控制器比电流模式控制器的控制性能更佳,且容错能力异常突出.     

基于MATLAB的矩阵变换器空间相量调制研究

矩阵式变换器是一种具有优良输入输出特性的新型交-交直接电源变换器.对矩阵变换器进行了建模和运行分析,推导出矩阵式变换器和等效交-直-交结构的开关函数关系,从而由等效交-直-交结构的双空间矢量控制规律得到交-交直接变换的空间相量控制策略.并进行了MATLAB仿真,仿真结果证明矩阵变换器空间相量调制策略的正确性、优越性.同时可将在仿真中优化出的功率器件开关规律直接应用于矩阵变换器的实际控制.     

基于矩阵变换器的AC/DC变换器

对传统的三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种新型的AC/DC变换器拓扑,并对该电路的工作原理进行了分析,通过在变换器的高频部分加入变压器,既实现了输入和输出的电气隔离,又减小了系统的重量和体积.本文对所采用的基于输入电压的双线电压调制策略机理进行了详细的分析,推导了在该调制策略下的输入电流和输出电压的表达式,说明采用该调制策略能实现三相交流输入侧电流正弦和单位功率因数,输出电压与调制指数之间存在线性的关系.采用MOTOROLA的16位微处理器和CPLD协调控制制作了一台样机,验证了理论和控制方法的正确性和可行性.     

双电压合成策略矩阵变换器开关模式的研究

矩阵变换器作为一种新型变频变压控制方案,其三相输出通过双向功率开关与任一输入相直接相连.通过一定的调制策略来控制这9个双向开关,从而得到期望频率和幅值的输出电压.调制策略的好坏直接影响矩阵变换器的输入输出特性,而开关模式的选取是调制策略的关键.在分析双电压合成策略的基础上,讨论了不同的开关模式对开关损耗、输入、输出特性以及双向开关换流可靠性的影响,并得出两边对称模式是一种优良的开关模式的结论.最后通过仿真和实验验证了结论的正确性.     

矩阵变换器的一种新型两步换流策略

针对传统电压型4步换流步数多、死区大、输出波形质量差以及检测电路复杂等缺点,提出一种新型两步换流策略。该策略根据IGBT导通关断时间的不同,将换流步数缩短到两步;结合空间矢量控制策略,根据输入功率因数调节开关序列顺序,避免在过渡扇区内换流。新型方案不仅保证了换流过程安全可靠,而且提高了输出波形质量,简化了换流逻辑和采样调理电路。在矩阵变换器样机上验证了该方案的可行性和正确性。     

电流跟踪控制的矩阵变换器的控制策略与试验研究

介绍了基于电流滞环跟踪控制的矩阵变换器的工作原理,分析和推导了三相矩阵变换器在电流滞环跟踪控制方式下的开关函数,并提出了变换器控制系统的实现方案。通过对样机的试验,取得了带三相感性负载的电流波形和频谱分析结果。实验结果验证了文中提出的矩阵变换器控制策略的可行性。     

一种新颖的双桥矩阵变换器控制策略

矩阵变换器是一种AC/AC变换器,它具有正弦输入电流、正弦输出电压、能量双向流动及体积小的优点,但存在着控制方法复杂,开关器件和保护元器件太多的问题.近年来提出的双桥矩阵变换器具有矩阵变换器的优点,同时其控制方法更简单,所用开关元件数目更少.论述了双桥矩阵变换器的原理,讨论了变换器的PWM控制策略以及基于线电压符号的换流方法,提出了整流级、逆变级单独控制,整流级开关频率为10kHz、逆变级开关频率为2kHz的新颖双桥矩阵变换器方案,给出了仿真和实验结果.     

双级矩阵变换器的SPWM控制策略及无功功率控制研究

为消除整流级输出直流脉动电压对三相输出电压的影响,应用正弦脉宽调制技术对双级矩阵变换器的逆变级进行调制,利用开关函数概念推导出调制波的补偿函数。通过研究整流级功率因数的调节作用,提出了动态划分输入电压区间的方法和控制策略。采用该控制策略运用Matlab／Simulink进行仿真,结果表明了该控制策略的正确性和有效性。     

神经网络控制在AC/DC变换器中的性能研究

由于AC/DC开关变换器非线性程度很高,输入电流为非正弦形式,功率因数极低。为改善功率因数,对神经网络控制器(NNC)与电流模式控制器(CMC)的控制效果进行了仿真比较研究。结果表明,使用神经网络控制器可以获得很高的功率因数。在参数变化时神经网络控制器比电流模式控制器的性能更佳,容错能力异常突出。故相比之下神经网络控制器的性能优于电流模式控制器。     

模块化双向AC/DC变换器并联系统无缝切换控制

研究模块化双向AC/DC变换器并联运行系统,分析指出现有单模块双向运行控制方法引起各并联模块的功率流向不一致的问题;研究系统功率流与直流母线电压变化趋势的内在联系,提出一种模块化AC/DC变换器的双向运行控制方法,分别采用正向和负向电压调节器以保证各并联模块的功率流向一致;整流和逆变状态以不同的直流母线电压运行、自然区分两种功率流向。提出的控制方法可以实现各并联模块整流与逆变之间的无缝切换。详细分析系统稳定性,并指出多模块并联对系统动态特性有所改善;给出关键参数的设计准则。搭建实验验证系统,进行稳态和动态实验。实验结果证明了所提出控制方法的可行性和有效性。     

基于矩阵变换器的随机脉冲位置PWM控制策略的研究

提出了一种基于传统空间电压矢量PWM的随机脉冲位置PWM控制策略,并应用于矩阵变换器中,该策略通过随机改变每个开关周期中零矢量的位置,实现了两种低开关损耗PWM模式之间的随机转换,使矩阵变换器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内。给出了矩阵变换器的仿真模型,通过M atlab/S im u link仿真验证了随机脉冲位置PWM的可行性和正确性。     

基于开关函数法的新型换流变压器谐波分析

介绍一种新型换流变压器,分析了其拓扑结构的特点,并简要地阐述了新型换流变压谐波屏蔽原理。重点分析了阀侧接入和未接滤波器时,网侧电流和阀侧负载电流的矩阵变换关系。在此基础上,推导了新型换流变压器网侧和阀侧电流的开关函数表达式,详细地计算了阀侧和网侧汇流处基波和谐波电流的幅值和相位。通过与接入滤波器时谐波电流的对比分析,显示了新型换流变压器将谐波电流抑制在阀侧而不让其流入网侧的优越性。通过对比仿真结果,表明了开关函数法用于新型换流变压器谐波计算理论的正确性,这也为新型换流变压器结构和参数的进一步设计提供了精确的科学数据。     

矩阵式变换器控制系统及其应用研究

研究了矩阵式变换器的双电压控制策略及其在无刷双馈发电机中应用.设计了一套基于数字信号处理器和现场可编程门阵列的全数字控制系统,详细论述了系统设计方案,包括硬件和软件两部分.实验结果验证了该控制策略的正确性和控制平台设计的有效性及其在无刷双馈风力发电中应用的可行性,为矩阵式变换器的实际应用提供了实验根据.     

矩阵变换器双空间矢量调制简化算法的研究

矩阵变换器(MC)常规的双空间矢量调制策略中需要进行正弦函数、反正切函数计算和查表,增加了数字实现的复杂性。通过对MC虚拟整流器和虚拟逆变器通用开关函数的推导,提出了双空间矢量调制策略的一种简化算法,该方法定义了同通用开关函数变化一致的参考电压,并根据参考电压各分量直接计算有效空间矢量在各个扇区内的占空比。该方法避免了正弦、反余切函数的计算和查表问题,算法简单,提高了运算速度和精度,对提高开关频率有重要意义,还给出了一种判别扇区的简化方法,仿真结果验证了该方法的正确性。