T型三电平间接矩阵变换器拓扑结构和调制策略

针对传统三电平间接矩阵变换器(TLIMC)传输效率低,开关损耗大,成本较高等缺点。此处提出新型T型TLIMC的拓扑结构以及空间矢量调制策略。该变换器拓扑结构是由两个相同的整流器和一个T型三电平逆变器组成。具有较高的电压传输比,其实现成本较低,控制策略也较为简单,相比传统的TLIMC有着更好的可行性,新型TLIMC采用双空间矢量调制策略。整流级采取无零矢量调制,使输入功率因数达到最大。逆变级利用“最近三矢量”原则合成输出电压,计算基本矢量占空比,求得TLIMC的最大电压传输比。通过Matlab/Simulink搭建仿真模型对提出的设计思路进行仿真实验,结果证实了理论分析的正确性。并且搭建样机平台,验证了所提拓扑和调制策略的有效性。     

抑制间接矩阵变换器共模电压的调制策略

间接矩阵变换器在运行过程中会产生较大的共模电压,对电机系统造成严重的电磁干扰,影响系统正常运行。针对这一问题,提出一种新的空间矢量调制策略降低共模电压大小,改善输出电压性能。首先,将整流级空间矢量重新划分区域,根据参考电流矢量所在区域选择3个相邻的有效电流矢量,将有效矢量下的平均直流母线电压维持在一个恒定值,保证整流级的最大输出电压。其次,逆变级采用无零矢量调制策略,通过使用3个有效电压矢量合成所需要的输出电压,将共模电压峰值抑制到输入相电压幅值的57.7%。与传统调制策略相比,提出的调制策略不仅可以减轻系统计算负担,还可以减少系统输入输出谐波,改善输入输出波形质量。最后,通过Matlab/Simulink和实验平台搭建相应模型,仿真和实验结果验证了所提出策略的有效性。     

矩阵变换器调制模型预测控制优化研究

不同的矩阵变换器调制策略与系统运行控制之间不协调会造成系统干扰,为此,本文提出一种调制模型预测控制（modulation model predictive control,M2PC）,基于经典的模型预测控制（model predictive control,MPC）改进控制策略,对矩阵变换器系统的输入输出性能进行优化。M2PC策略不仅包含MPC策略的多种优良特性,而且能够避免由MPC策略引起的可变开关频率,降低系统输入输出谐波,控制过程简单,不需要引入其他变量,应用前景良好。最后对M2PC策略进行仿真和实验,证明了该策略的优越性。     

矩阵变换器改进型两步换流策略研究

矩阵变换器(MC)在工业生产中的应用提高了功率因数,减少了电网中的谐波污染。但换流困难是抑制其在大功率场合应用的主要原因。分析了传统四步换流和两步换流的特点,提出了一种改进型的两步换流策略。该策略通过三相开关的不同组合解决了因负载电流检测不准确导致的换流失败,既充分保证了换流可靠性,减少了换流时间,改善了输出波形质量。在以DSP+CPLD为主控单元的样机上进行了实验,实验结果验证了改进型换流策略的正确性和可行性。     

矩阵变换器双电压合成控制策略的实现

分析了矩阵变换器双电压合成控制策略的特点,用dSPACE的快速控制原型（RCP）实时仿真系统,对矩阵变换器的双电压合成控制策略进行了实时仿真,给出了实时仿真波形。仿真结果表明,此方法有好的快速性和可靠性,可快速评估系统的可行性。     

矩阵变换器双电压闭环控制策略改进研究

针对采用双电压合成控制的矩阵变换器(MC),研究设计一种新型闭环控制策略。该闭环控制策略依据双电压控制的MC占空比计算特性,计算得到理想输入电压占空比与等效输入电压占空比的偏差,将计算得到的电压占空比偏差作为闭环系统的负反馈变量加到下一个占空比计算周期内,以此达到闭环控制的目的。利用提出的闭环控制策略,解决MC输出侧电压性能受输入侧电压畸变以及MC内部器件性能不理想等因素的影响,保证MC的实际输出电压更好地达到期望电压,改善其受到扰动后输出电压质量降低情况,提高输出性能。实验结果表明:采用此新型闭环控制方法的MC输出电压更加接近期望电压,输出电流波形更加平滑,输出电压质量更加理想。     

矩阵变换器自抗扰控制技术的改进研究

针对采用空间矢量间接调制算法的矩阵变换器,提出一种改进的自抗扰控制策略,用来解决矩阵变换器输出侧性能易受输入侧扰动影响的问题。根据传统自抗扰控制器的基本原理,重新对控制器状态误差反馈模块的非线性函数进行了构造,设计了改进策略的具体控制方法,改善了控制器在动态调节时控制力抖振的现象。实验结果表明,采用改进的自抗扰控制技术后,无论是稳态条件下还是动态干扰条件下,矩阵变换器的控制系统都具有良好的输出性能,且输出波形谐波畸变率小。     

基于人工蜂群算法的空间负荷预测

采用人工蜂群算法应用于土地利用变化中的土地使用决策,提出了一种新的空间负荷预测方法。为了解决静态决策规则带来的问题和提高空间负荷预测的精确性,该方法结合了人工蜂群算法和用地仿真法的优点,利用用地仿真法理论来预测规划区域各小区的未来用地类型,定义各小区用地类型的属性节点和类节点的连线为蜂群搜索路径,通过模仿蜜蜂采蜜行为,自动搜索在该区域土地利用变化情况中各用地类型最优的转换规则,计算小区负荷。最后利用Matlab R2012a做实验,证明文中所提新方法是有效的。     

矩阵变换器双向开关方式的研究

矩阵变换器作为一种新型变频变压控制系统,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,而开关方式的选取是调制策略的关键．在分析空间矢量调制策略的基础上,讨论了不同的开关方式对开关损耗、输入、输出特性以及双向开关换流可靠性的影响,并得出两边对称方式是一种优良的开关方式的结论．最后通过仿真验证了结论的正确性．     

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.