矩阵变换器双电压法四步换流策略的改进

分析了基于双电压合成策略的传统四步换流的特点,以安全换流和改善输出波形质量为目标,提出了改进的四步安全换流策略.改进策略包括改变PWM脉冲顺序、采用变换流时间的四步换流策略以及基于双电压合成控制策略的简化PWM脉冲产生方法.改进的换流策略既充分保证换流的可靠性,也减少了换流时间,并设计了简化脉冲产生方法使得PWM脉冲形成更为简单.换流策略的改进使得输出波形质量得到了改善,消除了换流过程中存在的开、短路故障.并通过试验验证了改进安全换流策略的有效性与可靠性.     

矩阵变换器电压2步换流法改进策略分析

在分析了基于输入电压的4步换流和2步换流策略的基础上,提出了改进的2步换流方法。该方法不需要检测负载电流方向,消除了测量误差带来的缺陷,同时,实现了换流时间的最小化,增强了换流的可靠性,改善了输入、输出波形质量。通过仿真分析,从换流开关脉冲比较及输入、输出波形的改善方面验证了改进的2步换流实现方法的正确性。     

矩阵变换器的开关换流技术研究

矩阵变换器是一种新型交交变频电源，因结构简单和性能优越正吸引越来越多的国内外学深入研究，对制约其应用的关键技术之一的双向开关换流问题进行了深入分析，通过引入换流死区和辅助开关的概念，提出了一种基于电压检测的新型换流策略，仿真结果验证了其可行性和效果。     

基于矩阵变换器拓扑结构的调压器的设计实现

研究了一种由矩阵式单相变换器演化的单相调压电路.这种调压器采用斩波控制,具有输入电流正弦度高、功率双向流动、动态响应快、结构紧凑、可靠性高等特点.在对其工作原理和安全换流方式进行分析研究的基础上,设计并实现了单相调压器,仿真及实验结果验证了理论分析及设计的正确性.     

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。     

一种基于负载电压换流的新型ZCS-PFM变换器

为实现一种结构简单,高效、高频、低电压应力,控制简单的软开关升压变换器,提出一种零电流软开关脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)变换器,并以其在boost变换器的应用为例分析了其工作原理、软开关实现条件以及该电路的设计方法.仿真和实验结果表明:该变换器在较宽的输出电压、输入电压、...     

基于DSP＋CPLD的双级矩阵变换器调制策略实验研究

针对传统矩阵变换器(CMC)复杂的调制策略和换流问题,研究了一种能保持CMC所有优点而又能克服其不足之处的双级矩阵变换器(TSMC).推导了其调制策略,分析了零电流换流原理,给出了实现框图,并最终搭建了一台基于DSP+CPLD的实验样机.实验结果表明,TSMC输入输出电流均正弦波,且输入单位功率因数.     

四象限AC-DC矩阵变换器的建模与仿真

对采用高频隔离结构的AC—DC矩阵变换器进行分析，通过空间矢量调制技术合成交-交及交-直变换开关函数，在此基础上，借助Madab软件搭建控制系统模型．仿真结果体现出良好的系统输入输出性能，并实现了拖动阻感负载的四象限输出，为AC—DC矩阵变换器在直流可逆调速系统的进一步研究提供基础．     

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。     

基于DSP与CPLD的矩阵变换器间接SVPWM控制

文章研究了基于虚拟直流环节的间接空间矢量调制策略,分别在仿真和实验中验证了该控制策略;实验利用具有实时处理能力的DSP并结合CPLD实现4步换流,输出了正弦的交流电压和输入电流,取得了良好的效果.     

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5 Hz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15 Hz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。     

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。     

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     

基于网压预测的并网换流器前馈控制

在换流器控制中,直接电压前馈被广泛用来抑制电网电压畸变.但系统中的延时环节导致前馈电压和实际电压并不同相,严重影响了电压畸变抑制效果.为了减小延时环节对直接电压前馈性能造成的影响,提高抑制电网电压畸变的能力,提出了基于网压预测的前馈控制方法.利用上一周波的电压采样值来预测PWM装载时刻的实际电压值,保证了前馈电压和实际电网电压较好的同相性.仿真和实验结果表明:采用预测电压进行前馈控制,将3、5、7、11次谐波电压抑制能力由94%、84%、72%、42%提高到99%、97%、94%和85%,提高了电网电压畸变时换流器的输出电流质量.     

五电平有源中点钳位型变换器电容电压平衡控制策略

研究了5L-ANPC母线中点电压及悬浮电容电压的平衡控制策略.为了使5L-ANPC中串联使用的开关管以基波频率动作,而其他开关管工作在恒定的开关频率下,采用了移相载波调制(PS-PWM)的方式.零序电压是基于载波的PWM调制中一个重要的自由度,本文研究了5L-ANPC母线中点平均电流与零序电压之间的关系,得出了最优零序电压的计算方法,通过最优零序电压注入法使母线中点电压保持平衡.悬浮电容电压的充放电与冗余开关状态的选用有关,适当调整每个冗余开关状态在一个开关周期内的作用时间,实现了悬浮电容电压的平衡控制.仿真及实验验证了相关控制策略的正确性与可行性.     

电网电压波动下储能变流器控制策略研究

研究接入点电网电压波动下风电机组储能变流器的控制策略,以提高其应对接入点电网电压波动情况下的应变能力．根据三相电路瞬时功率理论实现储能变换器的有功和无功功率的解耦控制．仿真和实验结果表明,在电网电压发生波动时,储能变流器能给电网提供无功支撑,支持其快速恢复．     

基于复合控制器的双级矩阵变换器闭环控制

由于存在着稳定性和快速性之间的矛盾,PI控制器对于谐波的抑制能力有限,难以保证双级矩阵变换器(TSMC)在谐波扰动下的输出性能,为此,提出一种基于复合控制器的TSMC闭环控制策略,将重复控制技术与PI控制相结合构成复合控制器,利用重复控制器对PI控制器输出的控制量进行修正,弥补PI控制器对交流谐波控制的不足。为了降低复合控制策略的复杂度,在分析TSMC空间矢量调制策略的基础上,提出由控制量直接获取开关占空比的简化算法。仿真结果表明,在输入电压不平衡畸变且输出负载不平衡情况下,采用复合控制器可以使TSMC输出电压总谐波畸变率小于1%,在负载突增时系统调节时间小于1个基波周期,说明复合控制系统具有良好的动态和静态性能。     

不平衡输入三相--单相矩阵变换器电流解耦控制策略

分析了三相-单相矩阵变换器(3-1MC)输入侧低次谐波的产生原因,推导了功率补偿拓扑结构下的输出侧与补偿侧调制函数约束关系式.研究输入电压不平衡下,含电容补偿单元的3-1MC单网侧电流反馈控制策略无法对输入两相旋转坐标轴(dq轴)下的直轴与交轴电流分量实现无静差控制,提出了在功率补偿下对输入三相电流作正序、负序dq轴分解,分别独立对输入双dq轴下正序、负序电流作解耦内环,输出侧与补偿侧电压加权合成为外环的双闭环控制.实验与仿真结果均表明该策略不仅使3-1MC具有功率补偿功能,而且有效抑制了电压不平衡引起的输入电流与输出电压所含低次谐波,提高了3-1MC在单相用电场合的实用性.     

基于DSP电动摩托车用三相变压变频转换器

针对人们对石油短缺和环保问题的关注,研制了三相变压变频转换器,适合在电动摩托车的驱动系统中用作交流异步电动机的控制器。它由数字信号处理器DSP进行控制,根据输入信号线性地改变输出电压和频率,实现恒压频比控制,且设计有检测和保护电路的功能。通过仿真分析,证明该转换器的设计思路是正确的,其功能是可实现的。