一种新型Buck Boost矩阵变换器

对传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷进行研究,提出一种称为Buck Boost矩阵变换器的新型电路拓扑结构．首先介绍了该拓扑结构的基本构成及其工作原理,然后着重阐述了无零矢量的空间矢量调制策略和滑模控制策略的设计方法,最后通过仿真对该新型拓扑结构的有效性和可行性进行了验证．结果表明,该结构能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比既可大于1也可小于1,且直接输出标准的正弦波而无需滤波环节,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题．     

一种新颖的多电平矩阵变换器的建模与仿真

在传统矩阵变换器和多电平逆变器的基础上，提出一种新颖的多电平矩阵变换器，介绍了其拓扑结构和工作原理．多电平矩阵变换器的能量传递，是通过三相输入电压对中点电容充电到一个恒定直流电压而实现的．选择适当的控制算法和电容电压，能在变换器的两侧合成低次谐波含量小且波形近似于正弦的可控输入／输出电压．对多电平矩阵变换器进行建模和仿真，并探讨了其输出能控性．     

提高矩阵变换器电压传输比的新型调制策略

电压传输比一直是制约矩阵变换器工业化的一个关键因素．目前还没有具体的调制策略使电压传输比突破0．866．本文提出了一种调制策略,可以使电压传输比超过0．866,最大达到0．955．首先把矩阵变换器的变换过程虚拟为整流和逆变两个环节．整流阶段,采用输入电流空间矢量调制;逆变阶段,采用输出电压空间矢量过调制模式Ⅱ．接着消除中间直流环节,得到直接的交-交变换器．着重对逆变阶段进行了分析,给出了具体的控制算法,并推导出电压传输比的公式．最后进行了实验．结果表明:这种调制策略可以有效地提高电压传输比,具有一定的理论研究价值和应用前景,但增加了谐波,必须采取滤波措施．     

新型Buck-Boost矩阵变换器的双闭环控制策略

为了克服传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷, 提出了新型Buck-Boost矩阵变换器, 采用双闭环控制策略进行控制. 介绍了该控制策略的基本原理与设计方法, 对比分析了该控制策略与滑模控制及离散滑模控制的各种特性, 并通过仿真对其控制效果进行了验证. 结果表明: 该控制策略不仅具有比滑模控制和离散滑模控制更加优良的动态性能, 而且还具有更强的谐波抑制能力, 其输出波形的谐波失真度更小, 稳态精度更高, 因而具有更好的应用价值.     

双电压合成矩阵变换器抗干扰性能的研究

针对矩阵变换器输出电压对输入侧电源的扰动非常敏感的问题,文章对矩阵变换器双电压合成控制策略进行了分析研究,详细推导了在输入侧电源存在不平衡以及谐波情况下,矩阵变换器输出侧仍为理想正弦波的理论过程,并对其进行了Matlab/Simulink仿真和基于dSPACE硬件实时仿真平台的实验研究。结果表明,矩阵变换器双电压合成策略对电网扰动具有一定的抗干扰能力。     

混合式双级矩阵变换器闭环控制

混合式双级矩阵变换器(混合式TSMC)是一种非常有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,混合式双级矩阵变换器常会遇到输入电压不平衡和输出负载变化等扰动,其输出电压会在扰动下产生不平衡。为了提高混合式双级矩阵变换器在输入电压不平衡及负载扰动情况下的输出电压的稳定,提出了基于由坐标系混合式双级矩阵变换器输出电的闭环控制方法,通过前馈闭环控制,H桥变换器控制和逆变级的闭环控制三个环节,能有效地抑制了输入电压不平衡和输出负载不平衡,保证了混合式效级矩阵变换器有效的、稳定的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

矩阵变换器空间矢量调制的仿真研究

变速恒频双馈电机风力发电系统中的励磁装置必须具有功率双向流动能力,矩阵变换器作为一种新型变换器,能直接将电能从输入侧变换到输出侧,输入功率因数可调,输出电流谐波含量少,且无直流电容,实现简单,更适宜作为双馈电机的励磁装置.对矩阵变换器的空间矢量调制法进行了分析及阐述,给出了Simulink中的具体实现方法,且仿真中采用IGBT组合双向开关代替理想开关,更贴近实际.上述方法通过调节矩阵变换器参考输入电压的功率因数来获得系统优良的输入输出特性,使得双馈电机输出有功和无功功率的独立调节.仿真结果验证了空间矢量调制法正确性和有效性,为今后进一步应用于变速恒频风力发电系统中的实验研究奠定了基础.     

升压型单相矩阵变换器

矩阵变换器具有一系列的优点,已成为交-交变换器研究中非常热门的课题,但其电压传输比一直比较低。针对矩阵变换器在目前的拓扑结构下最大的电压传输比仅为0.866,提出了“泵式”矩阵变换器,分析了它的拓扑结构和工作原理,并进行了Matlab仿真,实现了电压传输比的提高。     

改进矩阵变换器在输入电压非正常情况下的调制策略

针对常规空间矢量调制法不能抑制非对称、畸变等非正常输入电压对矩阵变换器输出所产生的影响,对矩阵变换器空间矢量调制策略进行改进,提出了一种非正常输入电压表示方法以及抗扰分量的概念,通过在整流调制矢量中引入抗扰分量来提高矩阵变换器的输出波形质量．该方法不仅能够对各种非正常输入电压引起的输出谐波进行有效抑制,而且简单,易实现,仿真结果验证了所提出方法的正确性。     

不平衡工况矩阵变换器前馈补偿闭环控制

研究优化供电系统质量,为保证电网电压非正常工况下矩阵变换器(MC)的安全稳定运行,为了补偿输入不平衡和抑制谐波,提出一种带前馈补偿的双空间矢量闭环控制策略.通过检测虚拟直流电压值的变化实时调节空间矢量调制系数实现前馈补偿;将实际输出电压和期望输出电压的偏差作为负反馈加到下一个采样周期的开关调整函数矩阵中,实现输出电压负反馈闭环控制.仿真结果表明:具有前馈补偿方案的闭环控制策略,可以有效抑制矩阵变换器在电网电压非正常工况下输出电压及输入、输出电流波形的畸变,谐波含量明显减少.从而验证了控制方案的正确性.     

载波移相方式对多电平变换器谐波性能的影响

针对载波移相级联多电平变换器输出电压电平数目与载波移相方式的关系,提出全波移相和半波移相两种移相的方式,并对二者移相方式进行了理论分析.结合4单元和5单元级联多电平变换器进行仿真和试验研究,结果表明在半波移相方式下级联多电平变换器的输出电压电平数可达到最大电平数,降低输出电压的谐波含量.     

基于三次谐波注入的PWM调制技术仿真研究

针对传统载波移相SPWM调制技术调制下的级联H桥多电平大功率变流器输出电压利用率不高的问题,提出了三次谐波注入法,它能够在不影响逆变器负载电流和电压的情况下优化逆变器的输出,提高电压利用率15％且不影响输出电压谐波含量。本文详细分析了级联H桥三相多电平变流器的工作过程和三次谐波注入法的基本原理,并经分析得出了三次谐波注入PWM调制技术较之传统载波移相SPWM调制技术优越的结论。最后,通过Matlab／Simulink软件仿真验证了上述结论的正确性和可行性。     

基于T型滤波器的并网矩阵变换器稳定性分析

针对风力发电并网矩阵变换器PWM信号开关频率较低、输出电流中谐波含量较大的状况，在并网变换器网侧采用T型滤波器取代典型的电感滤波器以抑制谐波电流．构建了基于T型滤波器的三相并网矩阵变换器系统模型，分析了其稳定性，阐述了基于并网输出电流和滤波器电容电流的双闭环控制策略，并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证．结果表明：采用该控制策略实现了系统的稳定运行，且输出电流正弦性好，谐波含量小．     

基于输出协同调制的四端输出矩阵变换器开关组合优化方法

含补偿单元的四端输出三相-两相矩阵变换器(3-2MC)能有效提升带两相独立负载的矩阵变换器输入性能,在现有的调制方法下,四端输出3-2MC的电压增益较三端拓扑低,且该电压增益是与多个变量有关的表达式.针对上述缺陷,提出一种输出协同调制的开关组合优化方法,该方法在单位调制周期时间内对同极性输出侧和补偿侧进行协同调制,以提高有效矢量利用率.通过理论推导和分析可得,与现有调制方法相比,采用所提出方法能将四端输出3-2MC电压增益提高到常规三端输出3-2MC的水平,同时使得四端输出3-2MC的电压增益是一个只与输出不对称度有关的函数表达式.仿真结果表明,基于输出侧协同调制的开关组合优化方法能够实现输入与输出功率的解耦,有效拓宽四端输出3-2MC的线性调节区间,同时使系统具有良好的输入与输出性能.     

一种新型多相矩阵变换器控制系统的研究

本文首先阐述了五相Cuk矩阵变换器的结构,提出在整流侧采用无零空间矢量调制,"虚拟逆变"部分采用Cuk逆变电路的新型电路结构,发挥该电路的升压特性,同时介绍了该系统的原理及结构,最后通过Matlab/simulink仿真验证了Cuk型矩阵式变换器能够实现任意调节输出电压幅值的正确性问题,从而为矩阵变换器在工业领域的应用提供了一定的理论基础。     

Design of output filter for inverters using fuzzy logic

This paper proposes a design method to improve the harmonic of output voltage of a single phase inverter with an L-C output filter using fuzzy logic controller (FLC). In practice, the harmonic characteristics of circuits are complicated and entangled. There are two kinds of harmonic sources that cause inverter output voltage waveform distortion: One is the PWM switching of inverter and the other is the nonlinear characteristics of the load. In general, PI feedback control by coefficient diagram method (CDM) is used to design the output voltage filter. The relation between the L-C value and the system time constant are described with the closed form and the filter values must be calculated repeatedly to satisfy the prescribed voltage total harmonic distortion (THD) of the system. Therefore, the MATLAB Fuzzy Logic Toolbox for the fuzzy logic control algorithm is proposed. The L-C value of the filter can be set to a fixed range in the nonlinear characteristic of the practical condition, to improve the harmonic of output voltage more effectively and to avoid repeated calculation.