一种基于输入电流矢量相位的新型间接矩阵变换器空间矢量过调制策略

为进一步提高间接矩阵变换器的电压传输比,本文提出一种调节输入电流矢量相位的空间矢量过调制策略。该策略将矩阵变换器电压传输比提高到1.05,且实现了输出电压基波幅值与参考输出电压无误差。本文首先分析了不同空间矢量调制下的整流级和逆变级输入电流和输出电压矢量,在此基础上,对过调制区进一步划分,增加了过调制Ⅲ区,并将调节输入电流矢量相位作为过调制Ⅲ区的过调制策略;同时利用傅里叶积分准确地分析过调制区输出电压基波幅值与参考输出电压的关系及输入输出低频谐波分量。最后通过实验验证了该过调制策略的有效性和输入、输出的低频谐波特性。     

矩阵变换器间接空间矢量过调制策略分析与研究

矩阵变换器线性调制区域最大电压传输比为0.866,为克服矩阵变换器电压传输比低的缺点,采用过调制策略成为一种行之有效的解决方法,且不需要额外设备。传统基于不同矢量组合的过调制方法大多数是从逆变级入手,提高矩阵变换器电压传输比,而对整流级即输入电流关注较少,使得输入电流谐波含量较大。在分析传统基于不同矢量组合过调制中六边形矢量和基本矢量对输出电压性能影响的基础上,提出一种新的间接空间矢量过调制策略,对整流级和逆变级采用不同的矢量组合及权重因子优化设计,可获得更小的输入电流谐波和输出电压误差。仿真和实验结果均证明了所提过调制策略是切实可行的。     

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。     

变频输入矩阵变换器的过调制技术研究

矩阵变换器作为一种新型的功率变换器,具有输入输出频率任意变化,输入功率因数可调等优点。本文将矩阵变换器运用于变频输入恒频输出系统,为解决矩阵变换器电压传输比比较低的问题,对矩阵变换器采用过调制策略,并对过调制区的电压传输比与调制此之间的关系进行了分析。仿真和原理样机实验结果表明该方法可行性。     

矩阵变换器空间矢量控制策略的改进

与传统的电压源型逆变器相比,矩阵变换器的主要缺点之一是输出输入电压传输比限制在0.866.在分析传统的矩阵变换器空间矢量调制(SVM)方法的基础上,以提高电压增益为目标,提出了改进的SVM策略.改进的调制策略没有使用零矢量,与传统矩阵变换器SVM策略相比,换流数量减少,输出输入电压传输比提高了约9.8%.通过Matlab仿真分析并搭建dSPACE硬件实时仿真平台对所提控制策略进行了实验研究,实验结果验证了改进的SVM策略的正确性.     

一种提高矩阵变换器电压增益的空间矢量调制法

与传统的电压源型逆变器相比,矩阵变换器主要的缺点之一是在输入及输出电流为正弦时,输出输入电压传输比限制在0.866。为克服此缺点,在传统的矩阵变换器空间矢量调制方法的基础上,提出了一种提高电压增益的调制策略,进行了详细说明,概念清楚、控制简单,不需要复杂的数学计算。此调制策略没有使用零矢量,较传统方法换流数量减少,输出输入电压传输比提高到0.95以上,但输出电压及输入电流波形出现了一定程度的畸变。通过仿真证实了理论分析,也显示了此调制策略的优缺点。     

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。     

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。     

电压传输比为1的矩阵变换器调制策略研究

将矩阵变换器等效为虚拟整流和虚拟逆变,并对整流级采用不可控调制,逆变级采用空间矢量过调制策略,以解决电压传输比低和调制算法复杂的问题。理论分析与仿真结果表明,双模过调制模式Ⅰ、模式Ⅱ和单模过调制策略均可使矩阵变换器电压传输比提高到1.0以上。综合电压传输比和输出波形畸变两方面因素,得出双模过调制模式Ⅰ是最理想调制策略。     

矩阵变换器间接空间矢量逆变级过调制策略优化设计

为克服传统多轨迹矢量加权过调制策略中输出电压误差大和谐波含量高的缺点,提出一种新的过调制策略,该策略在过调制Ⅰ区和Ⅱ区分别减小了六边形矢量和基本矢量在参考电压矢量中的权重。通过对改进前后过调制策略的输出电压基波幅值和输出电压谐波畸变率进行理论分析,得出改进后过调制策略可以获得更小的输出电压误差和谐波含量。对改进前后过调制策略用于矩阵变换器的输出性能进行仿真研究和实验验证,结果表明所提策略有效减小了输出电压期望值与实际值之间的误差和输出电压谐波含量,验证了理论分析的正确性和所提策略的可行性。     

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。     

具有高电压传输比且能抵御非正常输入的Z-源双级矩阵变换器

针对传统矩阵变换器存在电压传输比低和输出性能易受非正常输入影响的两个固有缺陷,提出一种Z-源双级矩阵变换器(Z-source two-stage matrix converter,ZSTSMC)及其调制方法。利用Z-源网络的升压特性以提高电压传输比,通过Z-源网络电容电压闭环对直通因子进行自适应地调节,从而有效抑制非正常输入对输出性能的影响。闭环控制中采用一种非线性PID算法,削弱了Z-源网络表现出的非最小相位特性带来的不良影响,提高了系统动态性能和抗扰能力。仿真和实验验证了该拓扑的可行性和正确性。     

矩阵变换器空间矢量PWM过调制策略的研究

针对矩阵变换器在实际应用中存在电压传输比较低的问题,基于空间矢量PWM研究了矩阵变换器的两种过调制策略.在过调制策略中根据电压调制系数不同,给出了参考电压矢量不同的调整策略,以提高电压传输比.在MATLAB下对过调制策略进行了仿真研究,仿真实验结果证实所提出的空间矢量PWM过调制策略能有效提高矩阵变换器的电压传输比.     

改善矩阵变换器低电压输出性能的研究

提出了一种改善矩阵变换器低电压输出性能的控制策略.与传统的双电压合成调制策略相比,在一个采样周期内,其参考输出线电压由一中间输入线电压和一最小输入线电压脉冲形成,大大减少了低电压输出时窄脉冲的数量,从而使因PWM脉宽小于开关换流所需时间引起的电压误差减少,输出电压、输入电流的谐波大为减少,改善了矩阵变换器低电压输出时的控制性能.通过仿真验证了该控制策略的正确性.     

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...     

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.     

电压瞬时跌落时双级矩阵变换器的控制策略

双级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,因此其整流级和逆变级可以分别采用空间矢量PWM调制策略.但是由于中间直流环节没有储能的电容或者电感,输入侧电压瞬时跌落直接影响输出电压和电流,降低双级矩阵变换器的性能.为了抑制输入电压瞬时跌落对双级矩阵变换器性能的影响,提出了一种整流级电路多种调制模式切换的控制策略,根据不同调制模式下电压利用率的不同,实现整流级电路各调制模式的平滑切换,提高整流级电路电压利用率,从而保证输出性能的稳定.该方法可以将整流级电路的电压利用率由SVM调制的0866提高到0955.在基于逆阻式IGBT的双级矩阵变换器样机上的实验验证了提出的方法的有效性.     

三相-两相矩阵变换器的双电压合成策略

基于三相-两相矩阵变换器的4端输出拓扑,提出了双电压合成调制策略.该方法利用输入线电压瞬时值进行调制,将输入电压中绝对值最大的相电压作为基准电压,根据输出电压的正负,将输出回路的一端与基准电压相连,另一端相连的3个开关进行PWM调制来获得期望的输出电压和正弦的输入电流.输入功率因数为1时,能获得的最大电压传输比是1.5.进行了Simulink仿真和基于dSPACE平台的实验,结果验证了该策略的正确性和有效性.     

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。