基于双空间矢量调制的矩阵变换器仿真研究

基于双空间矢量调制的矩阵变换器具有输入功率因数高、输入电流波形好等一系列优点,已成为交-交变换器研究中最有潜力在实际生产中运用的理想变换器.首先分析了空间矢量调制的基本原理,探讨了降低开关损耗的优化调制策略,然后利用Matlab/Simulink仿真工具建立了矩阵变换器的仿真模型.仿真结果验证了双空间矢量调制策略的正确性,为后续试验研究提供了依据.     

基于空间矢量调制的矩阵变换器的仿真研究

矩阵变换器具有输入功率因数高等一系列优点,已成为交-交换器研究中非常热门的课题。基于空间矢量调制法,首先,分析变换器的空间矢量调制方法;然后在此基础上利用MATLAB／Simulink仿真工具建立了矩阵变换器的仿真模型。仿真结果验证了矩阵变换器空间矢量调制策略的正确性,同时指出在输入端设计滤波器的必要性和设计原则。     

三电平直接矩阵变换器的SVPWAM策略

三电平直接矩阵变换器(TLDMC)与常规矩阵变换器(MC)相比,能够大幅降低输出波形总谐波畸变率和开关应力;与现有的多电平交-直-交型变换器相比,其在减少开关数量和降低开关损耗方面更具优势。提出了针对TLDMC的空间矢量脉宽幅值调制(SVPWAM)策略,该策略通过消除每个扇区的零矢量,能够降低开关频率,并提高电压利用率。根据TLDMC的拓扑,论证TLDMC的间接调制模型;针对TLDMC的调制,将虚拟整流器由零矢量调制改进为SVPWAM,虚拟逆变器采用虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性。     

空间矢量调制的矩阵式变换器的仿真模型

介绍了用MATLAB建立的空间矢量调制的三相交一交矩阵式变换器的仿真模型，给出了主要仿真波形。     

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.     

直接变换式三相–单相矩阵变换器的电流型解结耦矢量调制策略

为进一步丰富矩阵变换器的调制策略,针对直接变换式三相–单相矩阵变换器拓扑的特点,提出一种新型的电流型解结耦矢量调制策略,即解结耦调制和基于期望的输入电流12扇区划分的电流型空间矢量调制策略相结合的调制策略。所提策略运用解结耦思路以常规的单向可控开关变换器的角度分析和控制双向开关构成的矩阵变换器;通过改进空间矢量的合成顺序,使得矩阵变换器能够实现高频、工频交流脉冲输出与正、负直流输出。仿真和实验结果相一致,均验证所提出的解结耦电流型矢量调制策略的可行性和正确性。     

三相-五相矩阵变换器谐波产生机理的分析研究

分析了三相-五相矩阵变换器的两种空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制策略。在此基础上对这两种调制策略的输出电压分别进行了傅里叶级数展开,分析了输出电压的谐波含量,并计算了两种调制策略下的畸变率;在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,对输出电压进行了快速傅里叶变换(FFT)分析。通过仿真结果与计算结果进行对比,验证了理论分析的正确性,为多相矩阵变换器的谐波分析及其滤波器的设计提供了依据。     

矩阵变换器驱动异步电动机仿真研究

论述了空间矢量调制矩阵变换器基本原理,深入分析了空间矢量调制策略,推导出矩阵变换器开关状态表,在MATLAB/SIMULINK平台上,建立了矩阵变换器简单实用的仿真模型,并针对矩阵变换器驱动异步电动机起动、运行的开环系统进行了仿真,仿真结果验证了空间矢量调制策略的可行性和正确性,表明矩阵变换器具有优良的输入输出特性,为矩阵变换器在高性能的交流调速闭环系统中的具体实用打下基础.     

基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究

针对三相-单相矩阵变换器系统,提出了一种新型调制策略,即将虚拟整流级的空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)和虚拟逆变级的正弦脉宽调制(Sine Pulse Width Modulation,简称SPWM)相结合进行控制,通过简单的调制合成即可实现输出电压正弦。研制了基于四步半软换流策略的1 kW三相-单相矩阵变换器实验样机,实验结果验证了所提控制策略的可行性和正确性。     

三相四桥矩阵变换器非平衡负载运行特性研究

为克服传统的三相三桥矩阵变换器无法实现带不平衡负载的缺陷,提出采用三相四桥矩阵变换器输出带不平衡负载的新型控制策略。首先,采用三维立体空间矢量的调制策略,实现三相四桥矩阵变换器带三相平衡负载的能力。接着,通过对负载电流的正负零序分离,提出三相四桥矩阵变换器带三相不平衡负载的控制算法。其次,仿真验证了所提出的三维立体空间矢量调制方法和负载电流正负零序分离算法的正确性。最后,在搭建的高度集成的三相四桥矩阵变换器平台上验证所提出的控制策略。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略实现了三相四桥矩阵变换器输出带不平衡负载的能力。     

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.     

不平衡负载情况下矩阵变换器的拓扑改进及控制策略

针对3×3矩阵变换器(matrix converter,MC)不能带不平衡负载问题,提出一种新型的3×4MC,新增加的中线桥臂连接到负载中性点。建立其交-直-交的等效模型,并通过在等效模型上对3×4MC带不平衡负载的分析可知,获得三相对称输出电压的关键是对负载中性点电位的控制。继承3×3MC的空间矢量调制(space vector pulse width modu- lation,SVPWM)方法,并根据其调制特点,分析SVPWM与正弦脉宽调制(sinusoida pulse width modulation,SPWM)的内在关系：SVPWM实质上是在三相正弦调制波中注入了零序分量的改进SPWM。对中线桥臂单独采用SPWM方法,控制负载中性点的电压为相应的零序电压,使输出为三相对称电压。采用开关函数法对网侧的输入电流进行谐波分析,得出输入电流中低次谐波的表达式。最后针对所提出的3×4MC用Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证了其可行性。     

基于DSP的三相高功率因数整流器滑模矢量控制

基于三相PWM整流器数学模型,根据滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control,简称SMVSC)理论设计出了双闭环控制系统,并运用空间矢量算法实现算法的控制输出,整个系统实现了三相功率因数校正和输出电压调节双重功能。对该系统进行了理论分析和关键参数设计,并在Matlab上进行了仿真。仿真结果表明,应用SMVSC理论控制三相空间矢量脉宽调制(SVPWM)整流器不仅易于设计和实现,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。最后设计了一台10 kW的样机,用TMS320F2812实现了整个控制过程。实验证明输出电压控制稳定,而且得到了满意的功率因数校正结果。     

五相双级矩阵变换器共模电压的抑制策略

分析了五相双级矩阵变换器共模电压的产生机理,提出了一种抑制五相双级矩阵变换器共模电压的调制方法。整流级采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,在每个输入电压区间内,选择2个最大且极性为正的线电压和零电压来合成输出直流电压;逆变级采用四矢量SVPWM方法,在每个输出电压扇区内,仅选择相邻的2个大矢量和2个中矢量以一定比例来合成参考输出电压矢量,且使得输出不含零电压矢量,并通过调整整流级的调制系数来改变调制比。所提方法在减小共模电压的同时,也减少了开关损耗。     

三相联网逆变器电流控制策略研究

通过MATLAB/SIMULINK建立了联网逆变器的3种控制策略（滞环控制、基于SPWM调制的电流控制和基于SVPWM调制的电流控制）。通过对3种控制策略的4个方面（稳态响应、电网电压谐波影响、动态响应和直流电压）来仿真对比分析3种控制策略。仿真结果表明,基于SVPWM调制的电流控制在3相联网逆变器中应用优于滞环控制和基于SPWM调制的电流控制。     

一种消除VIENNA整流器输入电流过零畸变的SVPWM调制方法

分析了VIENNA整流器在低载波比应用中因电感压降不可忽略导致输入电流在过零点处发生畸变的原因,提出了一种使用输入电流辅助判断SVPWM大扇区的调制策略,以消除输入电流的过零畸变及降低输入电流的THD值;并针对实际工程应用中输入电流采样易受干扰的问题,提出一种软硬件相结合的滤波方法以提高扇区判断的精度。进一步,根据SVPWM电压利用率与调制比的关系,分析了输入电流辅助判断SVPWM大扇区方法的适用条件,得到使用该方法的输出电压边界条件。最后,使用MATLAB搭建了该整流器的仿真模型,并制作了一台1.5kW VIENNA整流器实验样机,仿真与实验均验证了所提出的改进型SVPWM调制方法的可行性,能有效消除输入电流的过零畸变。     

一种新型直流环节谐振逆变器的空间矢量脉宽调制方法

为了实现一种结构简单，控制方便，高效率，高功率密度的逆变器的应用，该文提出一种适合于直流环节谐振逆变器的SVPWM的数字控制策略，使每个开关周期只需要一次谐振网络的谐振就可以实现逆变桥的三个桥臂开关管的ZVS，大大减少了谐振网络的工作次数，这对减少开关损耗，提高开关频率，提高直流母线电压利用率都有很大的好处。归纳出新型SVPWM的发生逻辑并采用FPGA产生所需的SVPWM驱动脉冲以减小DSP的计算时间开销。此新型数字控制策略与传统的数字空间矢量控制之间接口非常方便，传统SVPWM的输出可作为FPGA的输入，从而可保留传统SVPWM的控制算法部分。仿真波形和实验结果验证了新型空间矢量PWM算法的正确性和可行性。     

两相SVPWM原理及经典两相SVPWM算法

分析两相电压空间矢量脉宽调制原理及其实现方法,提出了经典两相SVPWM算法,该算法根据调制比将调制模式分为线性调制模式、过调制模式Ⅰ和过调制模式Ⅱ。重点分析了过调制模式,利用傅立叶分析给出对应模式下参考角的推导方法,计算了在过调制模式下的输出相电压各次谐波幅值。经典两相SVPWM算法能实现电压空间矢量调制由线性调制模式到过调制模式直到方波的连续过渡,实现了全调制区域的运行,最大限度地利用了直流电压。     

单相级联型五电平逆变器SVPWM控制研究

本文介绍了单相级联型五电平逆变器电路拓扑及其工作原理,详细分析了一种适用于单相五电平逆变器的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法.该方法将单相空间矢量图划分为四个区间,在区间内由两个电压矢量实现对输出电压的合成.最后利用Matlab仿真软件建立了单相五电平逆变器SVPWM算法仿真模型,并在不同调制度下进行仿真,仿真结果验...