矩阵式隔离型双向AC-DC变换器控制策略

针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,以满足简化换流需求,后级全桥电路根据前级矩阵变换电路的调制策略,配合前级调节脉冲宽度进行协调控制,双向开关换流采用基于交流电压相对大小的两步换流方法。仿真和实验结果表明,在整流和逆变模式下,矩阵式隔离型双向AC-DC变换器均能保证网侧电流正弦,功率因数接近于1,输出电压电流可以保持恒定。由此证明,提出的控制策略,可实现变换器能量双向变换,且输入输出性能优良。     

矩阵式变换器安全换流策略分析与实现

对矩阵式变换器开关换流进行分析,论述四步换流策略正确性和可靠性,并通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)加以实现。仿真和实验结果表明四步换流策略可以使矩阵式变换器的双向开关换流安全可靠地进行。     

矩阵式变换器设计中的干扰抑制技术

介绍了矩阵式变换器输入滤波器的设计方法。利用半软电流换流和优化开关顺序能够减少导通损耗，同时提高波形质量。输入滤波器设计的困难在于要符合现存和将要出台的EMC法规。比较了利用软件仿真和实际测量所得DSP控制的功率变换器的扰动电压，并对与输入滤波器设计的关系进行了研究。     

矩阵式变换器双向开关四步换流技术研究

对矩阵式变换器(MC)中双向开关的安全换流课题进行了研究。分析了各种换流方案，进而提出采用可编程逻辑元件(GAL)的四步换流方案，仿真和实验的结果证实了这种换流方案的可行性与可靠性。     

矩阵式变换器的稳态网侧性能分析

矩阵式变换器是一种直接型的交-交变换器，没有中间大容量直流储能环节，具有功率因数高，谐波小等特点。本文根据矩阵式变换器的空间矢量调制原理以及四步换流策略，仿真研究了不同采样频率，四步换流策略最小开关时间及电流方向检测错误等对稳态网侧性能的影响。根据实际情况为实验样机设计了一台输入滤波器，达到了很好的滤波效果。     

矩阵变换器的一种安全换流策略

矩阵变换器由于换流困难始终无法在大功率环境中得到推广应用,该文在传统的电压型两步换流法的基础上,提出一种过渡区间采用四步换流的安全换流策略,在电压接近的换流两相之间插入3个安全续流状态来实现换流,避免了电流型换流法小电流检测困难的问题,解决了原来换流法换区间时容易短路的现象,完善了电压型换流策略。该策略不仅对输入输出波形影响较小,而且实现较为简单,系统开关损耗也不会增长很多。全压380 V输入和5 kW功率输出实验结果表明,该换流策略是可行的。提出的新型换流策略可在大功率交-交电力变换中得到进一步推广和应用。     

矩阵变换器发展展望

详细分析了矩阵变换器的电路拓扑、控制策略及安全换流技术,并对矩阵变换器未来的发展作了展望。矩阵变换器作为一种全新电能变换装置,具有输入功率因数高、输入电流谐波小、结构紧凑、易于四象限运行等诸多优点,成为未来传动技术热点研究课题之一。     

基于空间矢量调制的三相交—交矩阵式变换器的研制与研究方向

本文介绍了矩阵式变换器的研究概况,以ＩＧＢＴ作为主电路开关器件,阐述了基于空间矢量原理和８０Ｃ１９６ＫＣ单片机的矩阵式变换器控制系统,提出了一种双向开关的四步换流方法,并给出了相应的实验结果,介绍了矩阵式变换器的研究和发展方向。     

一种新型单级隔离型AC-DC变换器研究EI北大核心CSCD

文中提出一种新型单级式隔离AC-DC变换器及控制方案。所提结构在不改变图腾柱无桥功率因数校正(totem pole bridge-free power factor correction,TP-PFC)和双向全桥(dual active bridge,DAB)两级式AC-DC变换器特性的前提下,将TP-PFC高频桥臂和DAB原边侧第一个桥臂进行开关复用,减小了开关器件数目。同时,相较于TP-PFC和DAB两级式AC-DC变换器,取消了直流母线电解电容并且抑制了交流电感电流尖峰。利用其拓扑特点及所提出的控制方案,实现了拓扑开关器件的全范围软开关。首先详细分析所提拓扑结构的工作特性,包括工作模态、拓扑优点、功率特性及软开关特性;其次基于对拓扑的分析,提出控制简单的控制策略;最后,对所提拓扑结构及控制方案进行实验验证。     

矩阵式变换器控制技术研究综述

矩阵式变换器是一种全新电能变换装置,由于其简单的拓扑结构及其优良特性,而成为变换器研究热点之一。对矩阵式变换器的多种控制策略进行了比较,重点介绍了空间矢量调制技术,并进一步探讨了实现这些控制策略的安全换流问题。     

基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究

针对三相-单相矩阵变换器系统,提出了一种新型调制策略,即将虚拟整流级的空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称SVPWM)和虚拟逆变级的正弦脉宽调制(Sine Pulse Width Modulation,简称SPWM)相结合进行控制,通过简单的调制合成即可实现输出电压正弦。研制了基于四步半软换流策略的1 kW三相-单相矩阵变换器实验样机,实验结果验证了所提控制策略的可行性和正确性。     

基于FPGA的矩阵变换器换流策略研究

由于矩阵变换器采用单向自关断器件组成双向开关,无自然换流通路,因此如何安全可靠地实现器件间的换流是矩阵变换器实用化的关键.详细介绍了电流型四步换流策略及其实现方法,设计并实现了基于FPGA的矩阵变换器双向开关间的安全换流策略,在开关状态时间小于换流时间时,采用不换流的方法,重点解决了此时出现换流失败的问题.采用双电压调...     

矩阵变换器的电压型换流策略及其CPLD实现

针对矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)传统电流型换流策略的缺点,提出了一种电压型半自然两步换流策略,其控制思想是将输入相电压分成6个区间,每个区间内三相输入电压可分为高、中、低三档,然后根据电压高低进行相应的换流操作.硬件采用数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)和复杂可编程逻辑器(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD)复合控制,结构简洁、分工明确.实验结果证明该控制策略是正确可行.     

New DC Hybrid Filter for Attenuating Low-Frequency Ripple of AC-DC Power Converter

In this article, a new DC hybrid power filter is proposed to attenuate the low–frequency ripple of AC-DC power converter. The proposed DC hybrid power filter is connected between the DC bus of AC-DC power converter and the load, and it composes of a passive power filter and a single-arm power converter. The passive power filter can reduce the voltage rating of single-arm power converter, and the operation of single-arm power converter generates a virtual harmonic resistor connected to the load in series. The DC hybrid power filter can suppress the twice-utility-frequency ripple for eliminating the use of electrolytic capacitor. The salient feature is that the control circuit of the proposed DC hybrid power filter is simplified because only a feedforward control is used. A hardware prototype is developed to validate the performance of the proposed DC hybrid power filter. The experimental results are as expected.     

优化矩阵变换器输入输出性能的控制策略研究

双向开关的换流是实现矩阵变换器的关键,但由于器件的固有开关时间以及驱动电路延时的个体差异,两个开关间的换流不能在瞬间同时完成.在分析经典的4步换流的基础上,借助窄脉冲的概念解释了换流过程中存在的不完全换流现象,并说明其危害.同时,从避开致使窄脉冲产生因素的角度出发,提出一种改进的双线电压合成策略以优化MC的输入输出性能,并将其与传统的窄脉冲处理方法作比较,说明该方法的优越性.最后通过仿真和实验得到结论的正确性.     

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.     

矩阵变换器电压型换流技术研究

矩阵式变换器(Matrix Converter,简称MC)作为一种新型AC/AC直接变换器逐渐成为国内外研究的热点.在较为详细地分析和阐述MC电压型两步换流技术的基础上,针对临界区域内电压检测不准确易导致换流失败的问题提出了改进措施,采用状态机的设计方法编写了基于VHDL语言的CPLD换流程序,并在实验装置上进行了验证.仿真和实验结果证明了理论的正确性.     

间接式矩阵变换器及其调制策略

矩阵变换器在拓扑结构上很简单,且具有很强的可控性.但20多年来,人们一直把注意力集中在一种拓扑结构上,即直接式矩阵变换器,该变换器换流方法和调制策略比较复杂.本文介绍了另外一种拓扑结构的矩阵变换器--间接式矩阵变换器,并根据其拓扑结构对调制策略及零电流换流方法进行了深入分析和研究,通过Matlab软件对其进行建模仿真,仿真结果表明,间接式矩阵变换器拓扑结构正确可行,换流方法和调制策略相对比较简单,开关损耗小.     

单开关三相交直流变换器的谐波消除PWM技术

为保证敏感负载的高稳定电能供应,提出一种应用于三相单开关AC-DC Buck变换器的新型谐波抑制脉宽调制技术.通过简单的前馈方式,可以消除整流输出电压包含的所有低次谐波.因此传统二极管整流桥采用的大容量滤波电容被去除,显著抑制了交流输入电流的脉动和谐波成分.尤其是新PWM技术的任意谐波消除能力实现了对交流系统不对称以及谐波畸变的适应能力.文中分析和推导了调制函数的解析式,并给出了详细的实现方案.2 kVA样机的实验结果验证了该技术对谐波电压的良好抑制能力.