18合1主电路模块化空间矢量调制矩阵变换器

提出矩阵变换器(MC)4步换流中一种通用的解码器算法,并给出具体实现过程,可适用于别的开关表和开关换流策略,具有参考价值。分析该MC的空间矢量调制策略和开关表的优化,讨论了硬件电路的设计,提出了基于数字信号处理器(DSP)28335和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的联合控制方案,首次解密了4步换流中9个双向开关状态定量求解的步骤,推导出其表达式。搭建了基于AST965驱动的18合1双向开关模块的三相-三相交-交MC样机,实验研究较好地验证了系统设计和控制策略的正确性、可行性和可靠性,为该MC的实际应用和早日产品化提供了有效的设计方法和实验基础。     

基于DSP+CPLD的矩阵式变换器硬件设计与实现

基于双电压控制策略设计了矩阵式变换器(MC)的硬件结构,给出了其主电路的具体设计方案,完成了以DSP+CPLD为核心的MC控制器和辅助电路的硬件设计.最后,对设计的MC样机进行了实验.实验结果表明,基于DSP+CPLD的MC硬件设计在技术卜是可行的.为MC的实现和应用打下了良好的基础.     

矩阵式变换器的研制及其应用研究

研究了矩阵式变换器(Matrix Convener,简称MC)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DSP和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)的全数字控制系统,详细论述了系统硬、软件设计方案.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,以及在无刷双馈风力发电中应用的可行性,为MC的实际应用提供了实验根据.     

矩阵变换器双空间自抗扰闭环控制研究

针对矩阵变换器(MC)非线性强耦合的特点,通过分析MC的双空间调制开环模型,提出自抗扰(ADRC)电压闭环控制方案.将MC输入侧虚拟等效为PWM整流器、输出侧虚拟等效为PWM逆变器,推导了输出侧电压方程,构建矩阵变换器电压闭环自抗扰控制模型,通过Park变换,将三相输出电压分解成d-q坐标系下的直流分量.基于ADRC控制策略,设计输出侧电压闭环控制器,跟踪期望电压d、q轴分量,维持输出电压的空间矢量恒定,以消除内、外扰动和不平衡的影响.仿真结果表明基于ADRC的闭环控制方案受参数变化的影响较小,使MC具有良好的动静态特性和较强的鲁棒性.     

基于全桥结构全数字控制单级隔离PFC变换器

提出了一种适合中功率应用场合的功率校正电路的解决方案.采用单级隔离型全桥结构并结合传统Boost型功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)的输入电感和RCD箝位电路作为主电路,融合基于数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)的全数字控制方案,对中大功率单级隔离型PFC进行了研究.在应用主电路工作原理和小信号动态模型的基础上,分析了该模型的数字控制设计方法.所采用的双环全数字控制方案同时具有良好的动态响应和稳态调节特性,可消除变压器的偏磁现象.最后基于提出的拓扑及控制方案制作了3kW,110kHz的样机.实验结果表明,该变换器的满载功率因数达0.995,效率超过92%.     

基于广义预测的矩阵变换器电流环闭环控制

针对矩阵变换器(MC)输出侧电流易受负载扰动影响,提出一种基于广义预测的MC电流环控制方案。将MC虚拟等效成输入侧为整流器和输出侧为逆变器相连,推导了输出侧电压、电流方程,建立MC的受控自回归积分滑动平均模型,通过Park变换,将输出电流分解成dq坐标下的直流分量。基于广义预测控制策略,设计输出侧电流闭环控制器,跟踪期望电流d、q轴分量,维持输出电流的空间矢量恒定,以消除内、外扰动和不平衡的影响。仿真结果表明:和传统开环控制方案相比,基于广义预测的闭环控制方案减小了MC的输出电流谐波分量,改善了输出电流波形,使MC获得良好的动态特性,对输出扰动抑制效果显著。     

基于MC9S12X微处理器的人机界面系统设计

介绍了人机界面的特点,提出了基于微处理器MC9S12X的人机界面设计方案,并给出了该方案的电路硬件设计以及部分软件程序.     

铁路转辙机系统中的无刷直流电机驱动器的设计

本文简要分析了当前我国铁路转辙机95％以上使用有刷直流电机现状,针对这种基于有刷电机的转辙机的安全隐患,提出采用无刷直流电机的方案,并对基于无刷直流电机方案的驱动部分进行了设计.本文选用控制技术成熟稳定,抗干扰性强的无刷电机控制专用芯片MC33035和MC33039为控制核心.分别对该驱动系统的电源接口部分、开关电源部分、功率部分、调速系统进行了设计.根据转辙机的特殊工作环境,整体设计考虑三防.将本文设计的产品与传统有刷相比做对比实验,表明本设计的产品环境适应能力更强,安全性更好,具有十分重要的工程前景.     

浅谈原边反馈单级功率因数校正电路

根据市场需求,提出原边反馈单级功率因数校正(PFC)电路是现在发展的趋势和潮流;并分析了原边反馈单级PFC芯片的内部结构;总结此类电路应用的优点和缺点。希望能给电源工程师在设计开发发光二极管(LED)电源产品时对选择电路和驱动芯片方案时提供一些建议和帮助。     

基于ZigBee和GPRS的高压开关柜无线监测系统设计

针对高压开关柜的高电压、大电流和强磁场工作环境,提出了基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的无线温湿度监测方案.系统采用Freescale公司的ZigBee解决方案MC13213& BeeKit和温湿度传感器SHT75组成星型网络结构,利用MC35i模块实现GPRS数据传输.详细阐述了硬件设计、软件设计和传感器节点的低功耗问题.采用ZigBee技术使得无线监测系统具有很好的可靠性和安全性,并且安装方便,功耗较低.     

矩阵变换器的SPWM控制技术及其实现

通过把矩阵变换器等效为虚拟的交 直 交变换器 ,将SPWM控制技术应用于其中 ,提出了矩阵变换器的SPWM控制策略。应用DSPTMS32 0C2 4 0对控制系统进行了设计 ,使该系统不仅满足了矩阵变换器对控制实时性的要求 ,性能良好 ,而且使系统的软、硬件电路的设计变得简单、灵活。样机试验结果验证了所提出的控制策略和系统设计方案的可行性     

基于UC3879矩阵式AC／DC变换器研究

基于UC3879及矩阵式变换器,提出了一种新的AC／DC变换器。采用三相／一相矩阵式变换器,直接将三相380V／50Hz输入变换为单相高频（15kHz）电压,由高频变压器隔离,经倍流式整流、滤波输出预期的直流电压。控制电路以UC3879及外围逻辑芯片对驱动信号编码,并完成闭环控制。理论分析了系统的工作原理,并进行了4kW28．5V／140A样机实验,验证了理论分析的正确性及方案的可行性。该方案具有矩阵变换器的所有优点,拓宽了矩阵变换器的应用范围。     

Standalone PV-fed LED Street Lighting Using Resonant Converter

This paper proposes a single-stage, single-switch, non-isolated step-up converter with resonant inverter for a standalone photovoltaic battery-powered light-emitting diode (LED) street light. The LED driver presented in this paper integrates a high step-up DC–DC converter with coupled inductors and LCC resonant converter into a single-stage conversion circuit topology. The proposed converter is a compact cost-effective driver for powering a 60 W LED Street light with a battery backup charged from PV array of 12 V. The modes of operation and analysis of the proposed converter are explained. The design of the circuit elements is done based on the theoretical analysis. The proposed circuit has been simulated, and prototype has been developed to demonstrate its feasibility.     

多电压矢量矩阵变换器的直接转矩控制研究

为了减小直接转矩控制(DTC)传动时的转矩脉动,实现高效、节能的交流调速系统,研究了以矩阵变换器(MC)为功率变换器的交流电动机DTC系统,阐述了MC多电压矢量控制策略.通过合理使用长、短、零电压矢量,减小了转矩脉动.样机实验结果表明,该方法能明显提高DTC的低速性能,是一种较好的控制方法.     

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.     

三相高频链矩阵式逆变器的HPWM调制策略原理与实现

安全换流是制约矩阵式变换器实用化的关键问题,高频链与矩阵变换器相结合时,高频变压器环节更为换流增添了复杂因素。本文就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,针对电路拓扑的结构特点,运用解结耦思路以常规逆变器的角度分析和控制矩阵变换器,提出一种新型无谐振的混合脉宽调制策略,构建了核心的调制组合逻辑,详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。运用该调制策略可以在没有任何辅助检测环节的条件下有效解决双向开关固有的换流问题,且能实现开关零电压或零电流动作。仿真和实验一致验证了所提出的调制方案和所设计的实现逻辑是可行与实用的。     

A high-frequency-transformer-isolated two-switch three-phase ac-to-dc converter with low harmonic distortion

This paper presents a high-frequency-transformer-isolated, single-stage, fixed-frequency, soft-switching, three-phase ac-to-dc converter with low line-current harmonic distortion. The converter uses only two switches and a simple control circuit without any active control scheme. Various operating modes of the converter are presented and analyzed. Based on the analysis, design curves are obtained and a design example is presented. The performance of the proposed converter is evaluated using PSPICE simulation and a laboratory prototype with 500 W output (using IGBTs as switching devices).     

Z-源稀疏矩阵变换器励磁的双馈风力发电系统

针对矩阵变换器电压传输比低和其励磁的双馈风力发电系统(DFIG)易受非正常输入波动影响的不足,提出了一种适用于DFIG励磁的Z-源稀疏矩阵变换器系统。利用Z-源的升压特性来提高电压传输比,检测电容电压实现对直通因子的自动调节,从而实现对网侧波动的自动抑制。建立了系统数学模型,推导了DFIG系统定子磁场定向矢量控制策略表达式,搭建试验样机对所提方案进行试验验证,在亚同步、同步、超同步三种发电状态下的波形和并网试验结果验证了方案的可行和有效性。     

矩阵变换器供电的异步电动机DTC系统研究

提出一种异步电动机调速系统即矩阵变换器,直接转矩控制(MC-DTC)系统,用以实现异步电动机转速可调.MC调制策略采用双电压控制法,引入占空比负反馈进行闭环控制.MC-DTC系统具备MC和DTC技术的双重优点.对该控制系统进行了仿真和样机设计.结果证明了所选策略的可行性和系统良好的动、静态性能.