矩阵变换器双空间矢量调制策略的研究与实现

阐述了矩阵变换器双空间矢量调制策略的基本原理,详细分析了采用优化9段调制策略的开关转换过程及其相应的开关脉冲波形。提出了一种简单的载波实现方法,通过Matlab/Simulink软件仿真验证了调制策略及其简易实现法的正确性和可行性,对于基于DSP CPLD的矩阵变换器样机实现有较强的指导意义。     

实际应用中的矩阵变换器空间矢量调制算法及优化调制模式

矩阵变换器在实际应用中会出现非理想状况,空间矢量调制策略算法不恰当会引起输出波形畸变。考虑输入非正常工况和换流时间问题,提出空间矢量调制策略的实现算法和优化的调制模式,以获得宽调节范围、低谐波的输出性能。首先提出一种采用矢量幅值之比实时计算电压调制比的方法,实现矩阵变换器在输入电压正常和非正常工况下均能输出三相正弦对称电压的目的;然后分析7种调制模式在考虑换流时间情况下窄脉冲出现的几率,在此基础上提出优化的调制模式,以解决窄脉冲引起的输出波形畸变问题;最后,设计一套基于数字信号处理器和现场可编程门阵列的控制系统,实现所提算法。实验结果验证了该实用算法的正确性。     

矩阵变换器过调制策略的研究

为了提高矩阵变换器的电压传输比,提出了多种过调制策略。将矩阵变换器等效成虚拟的整流级和虚拟的逆变级,两者相结合完成对矩阵变换器的电压调制,在虚拟逆变级采用过调制策略可提高矩阵变换器的电压传输比。对在虚拟逆变级采用的双模过调制模式Ⅰ、模式Ⅱ过调制策略,单模过调制策略,基于极限轨迹法的过调制策略,基于人工神经网络的过调制策略加以总结,并分析出各自的优点及缺点,针对不同矩阵变换器的系统要求,采用不同的过调制方法。     

矩阵式变换器的空间矢量控制策略及其仿真研究

阐述了矩阵变换器双空间矢量调制策略的基本原理,详细介绍了各个部分的仿真模块,分析了优化9段调制策略的开关转换过程,并给出其简化的载波实现方法,通过MATLAB／SIMULINK软件仿真验证了调制策略及其简易实现法的正确性和可行性,对于基于DSP＋CPLD的矩阵变换器样机实现有较强的指导意义。     

电压瞬时跌落时双级矩阵变换器的控制策略

双级矩阵变换器是一种新的矩阵变换器拓扑,存在中间直流环节,因此其整流级和逆变级可以分别采用空间矢量PWM调制策略.但是由于中间直流环节没有储能的电容或者电感,输入侧电压瞬时跌落直接影响输出电压和电流,降低双级矩阵变换器的性能.为了抑制输入电压瞬时跌落对双级矩阵变换器性能的影响,提出了一种整流级电路多种调制模式切换的控制策略,根据不同调制模式下电压利用率的不同,实现整流级电路各调制模式的平滑切换,提高整流级电路电压利用率,从而保证输出性能的稳定.该方法可以将整流级电路的电压利用率由SVM调制的0866提高到0955.在基于逆阻式IGBT的双级矩阵变换器样机上的实验验证了提出的方法的有效性.     

矩阵变换器直接空间矢量调制策略的优化

矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能.提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的驱动信号进行优化分配,降低器件的实际开关频率;为了消除换流延时对输出波形的影响,根据输入电压扇区和输出电流对驱动脉冲进行延时补偿;利用3个零矢量调制消除窄脉冲.实验证明,该方法可以较好地改善低调制比时直接空间矢量调制策略的输出性能.     

矩阵变换器占空比矢量调制策略的优化研究

矩阵变换器调制策略是实现其功能并保证系统稳定可靠运行的一个重要环节,适当的调制策略可以提高其电压传输比,减少换流次数,节省功耗,改善输出波形质量。占空比矢量调制策略是一种具有普遍意义的调制策略,通过选取特定的自由参数和自由矢量实现不同的调制策略。采用矢量分析方法对占空比矢量调制策略中的自由参数和自由矢量进行深入研究,得到它与其他调制策略的具体内在联系,并提出了一种基于该调制策略的优化方案。该方案构造了自由矢量新的表达式,使矩阵变换器能减少换流次数及波形失真,从而改善波形质量,同时仍能得到最大电压传输比值0.866。通过实验验证优化方案的正确性和可行性。     

基于数学构造的矩阵变换器调制策略

针对矩阵变换器现有调制策略复杂、计算量大的问题,提出一种基于数学构造的矩阵变换器调制策略。该调制策略不仅省去了以往调制策略中对扇区的计算,算法简单,易于理解和实现,能够保证最大电压传输比0.866和输入功率因数可控;而且,该调制策略的构造方法具有通用性,对其他电力电子变换器调制策略的提出有指导作用。仿真和实验结果表明了这种方法的可行性和正确性。     

双级四脚矩阵变换器随机载波调制原理与实现

双级四脚矩阵变换(Four-leg Indirect Matrix Converter.简称HMC)的空间矢量调制需要复杂的三维矢量合成运算.使用随机载波调制不仅能简化运算过程,还能减弱开关频率附近的噪声干扰.在此制作了一套基于载波调制的HMC样机,并随机使用4种不同载波形式重塑输出电压噪声频谱.实验结果表明,该FIMC容易实现,且能够改善输出电压在整数倍开关频率附近的噪声分布.     

矩阵变换器在非正常输入电压下的调制方法

由于矩阵变换器没有中间直流储能环节,输入端的任何扰动都会对输出端产生影响.为了保证矩阵变换器系统在非正常输入电压工况下仍能安全稳定运行,基于空间矢量调制策略提出了一种采用输出电压和输入电压空间矢量幅值实时计算电压调制比的方法.该方法通过采集输入端电压的瞬时值对开关状态的占空比进行实时调节,从而保证输入电压在正常和非正常...     

矩阵式变换器空间矢量调制谐波的分析及仿真

矩阵式变换器工作时存在大量谐波,为分析产生的谐波,以间接空间矢量调制法为例,简要叙述了矩阵式变换器空间矢量调制策略的基本原理.在此基础上,首次提出“扇区谐波”的概念,给出其基波分量的数学表示式,并对空间矢量调制策略带来的这种特有谐波作了量化分析,给出数值计算的结果和它的性质.并在Matlab/Simulink中进行建模...     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制

在最近几年,矩阵变换器受到广泛的关注,但主要集中在矩阵变换器本身的研究.提出了一种适用于矩阵变换器供电的异步电动机调速系统的组合控制策略,同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的定子磁场定向直接转矩控制.该控制策略将矩阵式变换器的良好性能和直接转矩控制的优点结合起来,实现了异步电动机的高性能控制,提高交流调速性能并满足节能要求.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.     

永磁同步电机-矩阵变换器新型电流调制策略研究

为保证矩阵变换器具有良好的输入与输出性能,提出输入电流空间矢量调制与正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)电流控制相结合的控制策略,构建交交驱动的永磁同步电机矢量控制系统。把矩阵变换器等效为虚拟的交直交结构,详细分析了输出电流的合成过程,并推导出一个开关周期内矩阵变换器虚拟直流环节的电压与电流表达式,为实现矩阵变换器的虚拟逆变器及虚拟整流器的对应控制策略提供了理论依据。原理样机试验结果表明,采用空间矢量SPWM电流控制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的矢量控制,而且也提高了输入侧的性能。     

矩阵变换器闭环控制优化及仿真研究

简要介绍矩阵变换器的基本原理和主要优点,提出了一种基于空间矢量调制矩阵变换器的闭环控制方法,为达到降低开关损耗和谐波分量的目的,对开关控制脉冲进行合理排序以减少开关次数,并结合闭环控制实现矩阵变换器系统控制。最后通过仿真波形验证了所述控制方法的正确性和有效性。     

High Performance Control of Matrix Converter Fed Induction Motor Drive System

I Introduction Matrix converter(MC)is a modern energyconversion device that has been developed over the lastthree decades[1~5].Matrix converter fed motor drive issuperiorto pulse width modulation(PWM)inverter drivessince it provides bi-directional power f…     

抑制三电平矩阵变换器共模电压调制策略

与传统AC-DC-AC功率变换器相比,矩阵变换器作为一个通用的功率变换装置,能够轻易实现N个相位到M个相位的变换。矩阵变换器可以产生理想的输入输出波形、没有中间储能环节、能量双向流动、快速的动态响应等优点。三电平矩阵变换器能够提高电压传输效率、实现多电平电压波形输出、突破电压传输比0.866的限制。针对三电平矩阵变换器调制过程中存在的共模电压问题,提出了基于电容钳位三电平矩阵变换器的改进空间矢量调制算法,根据不同的调制系数选择不同的调制策略,能够将三电平矩阵变换器的共模电压减小到最小。通过实验和仿真平台验证该简化策略的可行性和正确性。     

交流调速用三相-三相矩阵式变换器研究

针对异步电动机调速系统，分析讨论了矩阵式变换器的工作原理，采用空间矢量调制技术和四步换流策略作为矩阵式变换器的控制方法，利用数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件(PLD)实现了一台2.2kW的三相－三相矩阵式变换器实验样机。在其上进行了驱动异步电动机稳态运行实验，并对系统在非正常情况下的运行性能以及对电网电能质量的影响进行了分析。     

矩阵变流器的控制策略研究

矩阵变流器的拓扑结构采取一个整流级连接逆变级,中间直流环节没有体积庞大的储能环节,使系统具有较高的功率密度、较高的功率因数和良好的输入输出波形。对基于间接矩阵变流器的调制策略进行了深入的研究。采用空间矢量调制策略对整流级和逆变级进行了调制。仿真验证了控制策略的正确性。