基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器设计与实现

传统矩阵变换器的结构简单,功率密度较高,但其换流问题和复杂的PWM调制方法限制了它在工业领域中的应用.双级矩阵变换器(TMC)在保持传统矩阵变换器所有优点的同时,可使PWM调制算法更加简单.整流端的开关实现了零电流换流,没有传统矩阵变换器中的换流问题.针对TMC的控制要求,提出了一种基于DSP CPLD实现TMC的方法;开发了一套TMC装置.实验结果表明,该TMC具有优良的输入输出特性.     

双级矩阵变换器驱动异步电机直接转矩控制

在深入分析双级矩阵变换器整流级调制算法和逆变级直接转矩控制策略的基础上,提出了采用双级矩阵变换器驱动异步电机直接转矩控制的策略。换流方式采用零电流换流的思想,即整流级换流前后,在逆变级插入零开关状态,可以保证整流级的零电流换流。此控制策略结合了双级矩阵变换器和直接转矩控制的优点,功率因数可调且具有良好的动静态性能。仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性,表明该策略具有与直流调速系统相媲美的调速性能。     

基于双级矩阵变换器的直接转矩控制系统

研究了基于双级矩阵变换器的异步电机直接转矩控制策略。传统的直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)算法直接施加在双级矩阵变换器的逆变级,而在整流级使用空间矢量调制的方法。在此设计了一种特殊的换流策略,即在整流级换流前后,在逆变级插入零开关状态,保证了整流级的零电流换流特性。该方法结合了DTC和双级矩阵变换器的优点。设计并实现了实验样机系统,实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。     

双级矩阵变换器在统一潮流控制器中的应用研究

根据统一潮流控制器的基本原理,结合双级矩阵变换器的优越电气性能,研究采用双级矩阵变换器实现统一潮流控制器的方案。对统一潮流控制器建立两相同步旋转dq坐标系下的控制动态模型,解决如何利用逆变级变换器注入电网的电压的d、q轴分量控制线路潮流;提出对逆变级变换器采用三环解耦控制,从而提高了系统的动态响应能力和稳定性;分析了双级矩阵变换器的拓扑结构及其双空间矢量控制策略和换流特点。构建了基于双极矩阵变换器的统一潮流控制器的仿真实验系统模型。     

双级矩阵变换器在统一潮流控制器中的应用研究

根据统一潮流控制器的基本原理,结合双级矩阵变换器的优越电气性能,研究采用双级矩阵变换器实现统一潮流控制器的方案.对统一潮流控制器建立两相同步旋转dq坐标系下的控制动态模型,解决如何利用逆变级变换器注入电网的电压的d、q轴分量控制线路潮流;提出对逆变级变换器采用三环解耦控制,从而提高了系统的动态响应能力和稳定性;分析了双级矩阵变换器的拓扑结构及其双空间矢量控制策略和换流特点.构建了基于双极矩阵变换器的统一潮流控制器的仿真实验系统模型.     

用可编程逻辑器件实现矩阵变换器自适应换流

高效、可靠的双向开关换流技术是矩阵变换器控制的一个重要问题。文中在分析了矩阵变换器的空间矢量调制控制策略和应用较为广泛的四步换流的基础上,定量分析了换流步长引起的输出电压损失。在四步换流中,换流步长由器件特性和负载最大电流决定,在负载电流变化情况下,换流步长仍保持不变。文中提出了用可编程逻辑器件(PLD)实现的自适应换流,在自适应换流中,换流的步长根据负载电流绝对值大小实时变化,从而能够减小输出电压的损失和畸变。实验证明用PLD实现的矩阵变换器自适应换流简单、可行,换流步长能够跟随负载电流实时变化,减小了换流的死区效应和输出电压的畸变和损失、谐波成分,进而可以减小输出电流的谐波成分。     

一种新颖的双桥矩阵变换器控制策略

矩阵变换器是一种AC/AC变换器,它具有正弦输入电流、正弦输出电压、能量双向流动及体积小的优点,但存在着控制方法复杂,开关器件和保护元器件太多的问题.近年来提出的双桥矩阵变换器具有矩阵变换器的优点,同时其控制方法更简单,所用开关元件数目更少.论述了双桥矩阵变换器的原理,讨论了变换器的PWM控制策略以及基于线电压符号的换流方法,提出了整流级、逆变级单独控制,整流级开关频率为10kHz、逆变级开关频率为2kHz的新颖双桥矩阵变换器方案,给出了仿真和实验结果.     

基于辅助谐振换流的矩阵变换器研究

对辅助谐振换流矩阵变换器的工作原理和换流问题进行研究。首先根据输入电压分区和输出电流方向,得出了辅助谐振换流矩阵变换器双向开关换流序列表。然后在此基础上,分析了基于辅助谐振换流的矩阵变换器的工作原理及软开关换流的实现过程。最后采用PSpice软件进行仿真验证。结果表明,理论分析的正确性和矩阵变换器采用辅助谐振换流的可行性。     

基于CPLD的矩阵变换器4步换流的实现

由于矩阵变换器的双向开关都是由分立器件组合而成,使得矩阵变换器控制实现相对复杂.为了对矩阵变换器实施安全换流,设计并实现了由CPLD器件来实现矩阵变换器双向开关间的安全换流策略.详细介绍了换流策略及实现方法,在带交流电动机负载下得到相应实验波形,结果验证了该设计的正确性.     

基于间接矩阵变换器多机传动高性能调速系统的研究

介绍了基于间接矩阵变换器(IMC)的多机传动系统的拓扑结构和控制策略。提出了一种基于间接矩阵变换器的多电机矢量控制系统,该系统将间接矩阵变换器的优点与异步电机矢量控制的优点相结合,将异步电机的矢量控制直接施加于IMC的两个逆变级,而整流级采用空间矢量调制方法,不仅可以实现整流级双向开关的零电流换流,减少输出电流谐波,而且可以实现多台电机独立控制并得到较好地动静态性能。仿真结果验证了所提系统的有效性和可行性;在电机转速和转矩突变时,都能较快平稳跟踪且超调很小;为多机传动系统的进一步研究和软硬件设计提供了理论基础。     

一种新颖的三相高频链矩阵式逆变器的控制方法研究

矩阵变换器是一种新型拓扑结构的绿色"全硅"功率变换器,具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。文中就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,基于解结耦思路,提出一种新型SPWM混合调制策略,并详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。该控制策略可实现一步自适应换流,有效解决矩阵变换器的换流问题。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

基于交-直-交型矩阵变换器的多驱动系统的控制策略

在交-直-交型矩阵变换器(AC-DC-AC MC)的基础上，提出了一种新型的多驱动系统拓扑电路及其控制策略。拓扑电路由一个整流单元和多个逆变单元组成，多个逆变单元接在同一直流母线上，可以同时驱动和控制多路负载。PWM整流控制可以获得单位输入功率因数的正弦PWM波输入电流。在多个逆变单元中采用空间矢量调制，可以分别获得不同频率和幅值的正弦PWM波输出电压；同时通过合理插入零矢量，实现输入侧零电流换流。仿真实验结果证实了文中所提出理论的正确性。     

多模块矩阵变换器改进型线电压合成闭环控制策略研究

针对常规三相-三相矩阵变换器电压传输率低的缺陷,文章研究了一种多模块矩阵变换器拓扑结构,详细介绍了线电压合成调制策略的实现过程,给出输入侧与输出侧扇区划分方式、占空比表达式,提出以输出调制系数作为控制对象的闭环控制策略。在闭环控制中因输入无阻尼LC滤波器引起输入电流谐振进而影响输入性能的问题,在上述线电压合成闭环控制策略基础上,改进了原有采用高通滤波器提取高频谐波量的谐振抑制方法,提出了通过简单的数学计算将输出负载电流dq轴分量中的高频谐波量反馈到闭环控制中,实现了多模块矩阵变换器输入谐振的有效抑制。最后,建立仿真模型,采用Matlab有效抑制输入谐振,同时具有良好的动态与静态性能。     

混合级联型多落点直流输电系统交流系统故障协调控制策略

混合级联型多落点直流输电系统整流侧为换相换流器（LCC）,逆变侧为LCC和模块化多电平换流器（MMC）组串联的拓扑结构,可以有效抑制换相失败,具备大容量功率传输的优势。建立了单极混合级联型多落点直流输电系统,针对系统中LCC送受端交流故障引发的直流功率降低、逆变侧换相失败以及受端低端MMC子系统产生的功率反向问题进行了研究,提出了一种提升系统稳定性的协调控制策略。该策略通过改变逆变侧直流电压来维持交流系统故障后功率传输的稳定性,可防止受端MMC功率反送。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提协调控制策略的有效性。     

兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑

为提高传统直流输电系统抵御换相失败的能力,改善系统故障期间的动态特性,提出了一种基于晶闸管型全桥子模块(T-FBSM)的复合型电网换相换流器拓扑,在故障期间可以通过控制工作模式的切换同时实现换相电压的补偿及直流电流增长的抑制,从而提高换相失败的免疫能力.研究了T-FBSM与换流阀的协调控制策略,并设计了T-FBSM电气...     

一种新颖的软开关双向DC／DC变换器分析与设计

提出了一种双向DC/DC变换器,低压侧采用电流型半桥拓扑,高压侧采用电压型半桥拓扑。并采用了一种新的相移控制方式,即通过控制占空比来改变移相角从而控制电流和功率。所提拓扑解决了电流型拓扑固有的启动问题和电压尖峰问题,低压侧实现了ZCS,高压侧实现了ZVS。详细分析了变换器正、反向换流和实现软开关的工作原理,最后通过模型仿真、样机实验验证了理论分析的正确性。     

单相高频链矩阵逆变器解结耦SPWM策略及实现

单相高频链矩阵式逆变器由直流输入侧单向开关H桥逆变器、高频变压器和交流输出侧矩阵变换器三部分构成。针对矩阵式变换器如何实现阻感性负载安全换流的关键问题,结合研究对象拓扑结构的特点,运用解结耦分析思想,提出一种新的解结耦SPWM调制策略。文中阐述了该方案协调工作的控制原则,设计了相应的开关组合逻辑,详细分析了SPWM高频开关工作周期内电路的工作模态,总结了其切换规律,进行了相关的软件仿真和实验验证。研究结果表明,该策略可较为有效地解决高频链矩阵式逆变器的阻感性负载换流问题,且可以实现软开关动作,验证了调制方法和控制逻辑的可行性与有效性