矩阵变换器供电的交流励磁发电机控制系统的研究

结合交流励磁变速发电机和矩阵变换器的特点,提出了交流励磁变速发电机独立调节定子输出有功、无功功率的控制方案,建立了由SPWM控制电压型矩阵变换器供电的交流励磁变速发电系统的仿真模型,并对系统的功率调节特性以及矩阵变换器作为交流励磁器的供电特性进行了仿真.仿真结果体现了系统良好的特性,证实了矩阵变换器作为交流励磁器的可行性.     

基于直接传递函数调制的矩阵变换器研究

研究了3-3矩阵变换器（MC）基于直接传递函数法控制的原理,推导出了基于直接传递函数调制的矩阵变换器的控制过程。对该控制方法进行了Matlab/Simulink软件仿真,并用以TMS320LF2812型DSP为核心的实验装置进行了验证,实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。仿真和实验结果均表明,该控制方法有效且可行。     

基于固定环宽的矩阵变换器的滞环电流控制策略的研究

介绍了基于固定环宽滞环电流控制的矩阵变换器的工作原理，它是将矩阵变换器等效为虚拟整流器和虚拟逆变器的串接，然后在虚拟逆变器上做固定环宽滞环电流控制；分析和推导了矩阵变换器在这种策略下的开关状态和控制规律；给出了在一个周期里，划分输入电压相区，输出电流相区的原则，确定了开关规则表；最后通过仿真得到了输出线电压和电流波形，其结果验证了文中提出的矩阵变换器控制策略的可行性。     

基于SPWM的矩阵变换器的控制策略

以一种基于SPWM的矩阵变换器的控制原理为指导思想 ,根据矩阵变换器的等效电路分析了基于该原理的开关模 ,并利用MATLAB /SIMULINK进行数字仿真 ,仿真结果验证了该原理的可行性     

基于自适应变结构的矩阵变换器驱动感应电机直接转矩控制

提出了一种矩阵变换器驱动感应电机变结构直接转矩控制的新方法,利用感应电机状态方程和自适应趋近律来设计变结构控制器,采用光滑函数替代传统的开关函数以减小高频抖动.结果表明,相对于传统矩阵变换器驱动感应电机直接转矩控制,所提出的矩阵变换器双空间矢量调制方法的控制策略具有转矩脉动低和开关频率恒定的优点,保持了传统直接转矩控制的快速转矩响应,并具有良好的动、静态性能.     

Buck变换器混杂动态系统的能控性和能达性

尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念．首先建立Buck变换器的切换线性系统模型;然后根据该模型的特点,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理,并严格证明了Buck变换器的能控性和能达性;最后讨论了能控性和能达性与输出能控性的关系,指出能控性、能达性和输出能控性是一致的,同时对Buck变换器的能控性进行实验验证,结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器的输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和Buck变换器作为切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的．本文的研究方法也可用于其他功率变换器的能控性和能达性的研究．     

空间矢量调制的矩阵变换器闭环控制设计

为提高矩阵变换器的可靠性和实用性,从空间矢量调制的等效交-直-交原理出发,分析了矩阵变换器的空间矢量调制原理,提出了基于空间矢量调制的输出电压负反馈闭环控制方法.该方法将实际输出电压和期望输出电压的比较偏差作为负反馈加到下一个采样周期的开关调制函数矩阵中.利用Matlab软件仿真分析了该控制的正确性.采用数字信号处理器(DSP)芯片TMS320LF2407A实现了矩阵变换器的实验控制系统.     

矩阵变换器输入侧电流的反步法控制

针对矩阵变换器输入侧电流易受到电网电压波动、负载变化的影响这一问题,提出了一种新的反步法控制策略,并应用于矩阵变换器上.通过PARK变换将矩阵变换器转化为dq坐标系下的数学模型,运用反步法控制策略设计了矩阵变换器输入侧电流的控制器,并和采用PI调节器的矩阵变换器进行了对比实验.仿真结果表明反步控制策略设计的控制器在负载变化及三相输入电源降落的情况下实现了对输入电流的快速跟随,谐波分析表明由反步法控制所带来的总谐波污染很小.将反步法控制策略用于数字信号处理器TMS320F2812进行编程实现,并进行带阻感负载的实验.结果表明矩阵变换器输入侧电流波形具有很高的正弦度.仿真及实验结果说明了反步控制策略的有效性、可行性.     

提高矩阵变换器传输性能的优化开关调制函数

用数学方法推导出矩阵变换器主电路开关矩阵调制函数的通解,针对变换器不同的传输性能指标,可对开关调制函数进行相应的优化,函数形式比较简单．在正弦输入和输出的目标下,可获得变换原理限定的最高电压传输率和接近为１的功率因数．给出了部分计算机仿真及实验结果．     

矩阵式变换器励磁的双馈风力发电机系统研究

风能是指空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量,它属于可再生能源,对它进行深入的研究并加以利用,是现在科技领域一个重要的课题．若增强风力发电的效率,改进我国能源配置,对能源构建的合理和高效的利用有重大而积极的作用．通过对几种常用变频器优缺点的对比和分析,本文采用新型交流励磁装置一矩阵变换器作为变速恒频交流励磁双馈风力发电系统的转子励磁装置．根据建立的模型,在Matlab／Simulink的环境下对矩阵变换器进行了仿真研究,仿真结果显示了矩阵变换器的输出相电流的各项指标与给定电流相同,追踪能力好,内部反应快,电流波形的正弦度好．从而说明了矩阵变换器具有较好的变频控制性能．     

多电平矩阵变换器系统的数学模型

多电平矩阵变换器（MMC）是在多电平逆变器和传统矩阵变换器（CMC）的基础上发展的一种新颖电力电子变换器.笔者介绍其拓扑电路,采用基于空间矢量调制策略,以电容电压、输入侧电流和输出侧电流为状态变量,建立了由供给电源、输入电感、多电平矩阵变换器和阻感性负载组成的系统的状态平均模型,为设计其控制器及深入研究提供参考.     

RB-IGBT驱动电路及其在矩阵式变换器中的应用

矩阵式变换器技术中缩短器件开关时间可有效提高电压利用率和波形质量。该文提出一种新颖的RB-IGBT驱动电路。通过三段驱动方法在缩短开关时间的同时可以有效抑制电压、电流应力的增加。在此基础上,使用600V/100A的RB-IGBT实现了一台三相/三相矩阵式变换器样机,用于驱动一台三相异步电机。换流技术是矩阵变换器技术中一个关键问题。传统基于电流方向的四步换流策略采用电流霍尔检测电流方向,在小电流情况下准确性低。该文检测器件集射极电压确定输出电流方向,并据此实现四步换流。实验证明,该方法电流方向判断准确性远高于传统方法,同时成本大幅度降低,可靠性得到很大提高。     

一种具有高电压传输比的新型Cuk矩阵变换器

对传统矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷进行研究,提出一种新型的称为Cuk矩阵变换器的电路拓扑结构。介绍了该拓扑结构的基本构成及其工作原理,推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了所采用的双闭环控制策略的基本设计方法,并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证。结果表明：该拓扑结构能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比可大于1,也可小于1,且直接输出标准的正弦波而无需滤波环节,有效地解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题,具有一定的应用价值。     

基于矩阵式变换器的异步电动机矢量控制

为提高交流调速系统的运行性能并满足节能的要求,提出了一种适用于矩阵式变换器驱动异步电动机调速系统的组合控制策略,实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的直接磁场定向矢量控制。将矩阵式变换器的优点和矢量控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制。仿真结果表明:使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能;四象限运行结果证明了该系统可将能量回馈至电网,实现了节能的目的。稳态运行实验结果验证了上述控制方法的可行性和有效性。     

基于自适应模糊控制器的矩阵变换器闭环控制研究

采用空间矢量调制策略的矩阵变换器闭环控制系统,利用自适应模糊控制器有效的解决工业控制过程中遇到的各种问题。     

模糊控制在温度监控系统中的应用

提出了一种基于模糊控制的温度监控系统策略,分析了系统模型及模糊控制器的设计和实现,给出了该应用系统的硬件组成和软件设计。同时还给出了一种选择A／D转换器的公式。     

虚拟不可控整流矩阵变换器研究

矩阵变换器控制策略复杂以及电压传输比较低的问题,结合"虚拟直流母线电压"策略,提出虚拟不可控整流SVPWM的方法,虚拟整流器采用不可控整流方式,根据最大虚拟直流母线电压,从9个双向开关中选择相应的6个开关作为虚拟逆变器的控制开关;虚拟逆变器采用空间矢量调制技术进行调制.其控制算法与交-直-交变换器控制算法的复杂度相当,电压传输比在理论上可达到0.955.仿真和实验结果与理论分析一致,证明了该新型调制策略的可行性和优越性.     

基于SVPWM的直驱式风电系统网侧变换器控制策略

对基于SVPWM调制的直驱式风电系统网侧变换器的控制策略进行了研究,变换器采用了三相电压源型PWM结构,对其进行了分析并基于电网电压矢量定向控制,提出采用旋转轴电流线性化解耦控制策略的网侧变换器的数学模型,在双环控制中,采用了一种新型的PR控制策略。仿真结果表明,该系统运行稳定,动态响应快,输出直流电压稳定,且脉动很小,各项性能优良。     

矩阵式变换器的输出电压补偿

为了减小矩阵式变换器输出电压误差和输出电流畸变,提出了一种输出电压补偿方案。针对不同的输出电压误差成因采用不同的补偿方法,直接脉宽补偿用于多步换流和器件开关延时,等效电压补偿用于器件导通压降。在矩阵式变换器-异步电机矢量控制系统上进行了实验研究。当输出频率为5Hz时,采用该补偿方案使输出电流总谐波畸变率(THD)从6.32%降低至4.92%;当频率为15Hz时,输出电流THD从5.46%降低5.30%。结果表明:采用该补偿方案可以有效抑制输出电流THD,在低速运行下补偿效果更加明显。