矫正开关函数提高AC—AC矩阵变换器可靠性的方法

提出一种矫正开关函数的容错控制技术,以降低AC-AC矩阵变换器断相时的故障发生率,提高变换器的可靠性。通过较详细的数学分析断相故障发生后,用合适的输入电压序列的对称与非对称模式矩阵的构建合成新的开关函数矩阵,进一步合成故障情况下所需的输出波形,使矩阵变换器在缺相时依然能继续运行。仿真与实验结果验证该容错方案的可行性。     

一种降压/升压式开关电容AC-AC变换器设计

提出了一种新型降压/升压式开关电容AC-AC变换器,能够实现电压增益为1/4或4的交流变换。阐述了变换器的主电路拓扑结构,分析了在低频和高频条件的基本工作原理,并根据变换器的等效内阻公式给出了等效电路模型。为验证理论分析的正确性,搭建了一台功率等级为500 W开关频率为50 k Hz 220 V/55 V的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

矩阵变换器直接开关函数调制策略的研究

对矩阵变换器开关器件调制策略的研究，提出了基于直接开关函数调制策略实现矩阵变换器功率器件控制信号的原理；建立了输入侧滤波器的仿真模块，以改善矩阵变换器输入侧的电流波形；建立了离散化的开关函数仿真模块，以适用于数字仿真和工程试验；建立了开关信号发生仿真模块，以实现功率器件控制信号的输出；将各个仿真模块进行组合得到矩阵变换器的整个仿真模型。然后通过Matlab／Simulink软件仿真，给出了主要的仿真波形。仿真的结果表明该矩阵变换器采用直接开关函数的调制策略是切实可行的，该调制策略不仅使功率器件控制信号的方法具有清晰易懂、简单有效的优点，而且实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。     

电流型高频链AC-AC变换器

提出电流(Boost)型高频链AC-AC变换器电路结构与拓扑族,它是由输入滤波器、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器和输出滤波器依序级联构成。深入分析研究了这类变换器的原理特性与控制策略,提出并有效解决变换器启动时储能电感的磁饱和问题及高频变压器漏感引起的电压尖锋现象,给出这类变换器的仿真和原理试验。研究结果表明,这类变换器具有电路拓扑简洁、高频电气隔离、双向功率流、变换效率高、网侧功率因数高、负载适应能力强、负载短路时可靠性高等优点。     

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

带Z源的高频环节AC-AC变换器

提出了一种基于Z源的高频环节AC-AC变换器,它是由输入滤波电路、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器、控制开关、输出滤波器依次级联组成.深入分析研究了这种变换器的稳态原理与移相控制策略.最后进行了仿真和实验.仿真和实验结果表明,这种变换器具有输出变压(升/降)、频率可变、高频电气隔离、双向功率流、负载...     

基于MATLAB的矩阵变换器空间相量调制研究

矩阵式变换器是一种具有优良输入输出特性的新型交-交直接电源变换器.对矩阵变换器进行了建模和运行分析,推导出矩阵式变换器和等效交-直-交结构的开关函数关系,从而由等效交-直-交结构的双空间矢量控制规律得到交-交直接变换的空间相量控制策略.并进行了MATLAB仿真,仿真结果证明矩阵变换器空间相量调制策略的正确性、优越性.同时可将在仿真中优化出的功率器件开关规律直接应用于矩阵变换器的实际控制.     

基于开关电容与双降压变换器的三相AC-AC变换器

针对配电网中传统自耦变压器铁心体积大、电压调控难等问题,该文提出一种基于开关电容（SC）与双降压变换器（DBC）的三相AC-AC变换器进行替代。该拓扑采用双级式功率变换结构,具有高降压比、电压连续可调、易于模块化拓展等特性,能够满足配电网电压变换需求。首先,详细介绍所提变换器的拓扑结构及工作原理,通过双级式功率变换与无死区控制的设计与应用,实现输出电压柔性调节;其次,推导三相AC-AC变换器输出增益表达式与等效电路模型并设计简单的电压闭环控制策略,探讨三相AC-AC变换器关键参数设计方法,通过与几种结构对比清晰地反映变换器特点;最后,搭建一台3.5kW实验样机,验证了所提拓扑结构的正确性和可行性。     

双电压合成策略矩阵变换器开关模式的研究

矩阵变换器作为一种新型变频变压控制方案,其三相输出通过双向功率开关与任一输入相直接相连.通过一定的调制策略来控制这9个双向开关,从而得到期望频率和幅值的输出电压.调制策略的好坏直接影响矩阵变换器的输入输出特性,而开关模式的选取是调制策略的关键.在分析双电压合成策略的基础上,讨论了不同的开关模式对开关损耗、输入、输出特性以及双向开关换流可靠性的影响,并得出两边对称模式是一种优良的开关模式的结论.最后通过仿真和实验验证了结论的正确性.     

矩阵变换器的一种新型两步换流策略

针对传统电压型4步换流步数多、死区大、输出波形质量差以及检测电路复杂等缺点,提出一种新型两步换流策略。该策略根据IGBT导通关断时间的不同,将换流步数缩短到两步;结合空间矢量控制策略,根据输入功率因数调节开关序列顺序,避免在过渡扇区内换流。新型方案不仅保证了换流过程安全可靠,而且提高了输出波形质量,简化了换流逻辑和采样调理电路。在矩阵变换器样机上验证了该方案的可行性和正确性。     

矩阵式交-交变换器及其控制

讨论了矩阵式交－交变换器（ＭＣ）的主电路和控制系统。主电路采用反向串联的双向ＩＧＢＴ开关,用可编程逻辑元件实现切换,以保证安全换流。在输入相电流空间矢量调制和输出线电压空间矢量调制的基础上,根据开关函数的瞬时对应关系及其限定条件,综合出ＭＣ的ＰＷＭ控制策略。最后,给出了仿真与实验波形。     

交-交直接变频矩阵变换器的研究与设计

作为一种新型的交-交直接变换器,矩阵变换器在交流传动领域获得了越来越广泛的应用。对矩阵变换器的空间矢量调制法以及半自然两步换流技术进行了分析及阐述,同时研制了一套矩阵变换器样机。样机控制系统以数字信号处理器TMS320LF2407A和复杂可编程逻辑控制器件EPM1270为核心,主电路采用绝缘门双极晶体管(IGBT)搭建。仿真和试验结果证明了理论的正确性。     

交-交直接变频矩阵变换器的研究与设计

作为一种新型的交一交直接变换器，矩阵变换器在交流传动领域获得了越来越广泛的应用。对矩阵变换器的空间矢量调制法以及半自然两步换流技术进行了分析及阐述，同时研制了一套矩阵变换器样机。样机控制系统以数字信号处理器TMS320LF2407A和复杂可编程逻辑控制器件EPM1270为核心，主电路采用绝缘门双极晶体管（IGBT）搭建。仿真和试验结果证明了理论的正确性。     

一种新型直接AC-AC数字变换器

在Buck-Boost直流变换器的基础上提出了一种结构新颖的直接AC-AC变换器并阐述了其工作原理。该变换器结构简单、成本低廉,可替代传统的自耦变压器,并具有体积小、输出电压范围宽等特点。本文用凌阳单片机SPMC75F2313A作控制器研制了一台单相直接AC-AC变换器原理样机,采取电压反馈控制实现了稳定的输出电压。实验结果证实了该变换器及其控制方法的可行性和有效性。     

交-交直接变换控制下矩阵式变换器的仿真研究

从等效交 -直 -交变换的空间矢量调制方法出发 ,深入分析了矩阵式变换器的变换关系 ,导出了交 -交直接变换控制规律和双空间矢量PWM调制技术 ,实现了交 -交直接变换控制方式下矩阵式变换器的建模和运行分析。针对当前尚无双向开关器件的现状 ,仿真中采用了IG BT组合双向开关并应用半软换流控制实现开关的安全切换 ,非常贴近实际。仿真结果既展现了矩阵式变换器优良的输入、输出特性 ,验证交 -交直接变换控制方法的正确性和可行性 ,更可将仿真中优化出的功率器件开关规律直接应用于矩阵式变换器的实际控制 ,并对IGBT器件的选择提供依据 ,为今后进一步的研究奠定了基础     

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.     

应用于交-交变换的M3C矩阵变换器系统控制策略

模块化多电平矩阵变换器(M3C)作为一种新型拓扑具有诸多优点,但其控制变量较多、控制结构复杂。文中首先对M3C系统的工作原理进行了分析,并建立了其数学模型;在此基础之上,分析并研究了M3C系统的输出电压和电流、桥臂电流、桥臂能量均衡、桥臂子模块电容电压等电气参量的控制策略,同时给出了M3C系统交流侧电压、电流的输入、输出整体控制策略,以实现M3C的稳定运行,且具有较好的动、静态特性。最后,通过建立M3C系统结构的仿真模型及实验平台对控制方法进行仿真和实验,验证了M3C系统控制策略的可靠性及稳定性。     

级联型高压交-交矩阵变换器的仿真研究

本文基于三相鄄单相矩阵变换单元,提出了一种通过级联方式实现高压、大容量交鄄交直接变频的新方案。该方案采用间接变换法对n个基本变换单元分别进行控制,以得到相同频率、不同相位的n级输出电压,然后通过级联的形式叠加,从而实现高压大容量、频率可控的交鄄交直接变频。仿真结果表明,该结构保持了矩阵式变换器功率因数高的特点,并可有效削弱某些低次谐波。     

一种新型软开关BUCK变换器

针对影视照明用大功率电子镇流器的特殊要求，提出了一种新型软开关BUCK变换器。新型电路具有大功率、低损耗等优点。给出了控制策略，阐述了新电路的工作原理。给出了主电路的参数设计方法。对新电路进行了仿真研究。理论和仿真结果表明，新电路中的所有功率开关全是软开关，大大降低了开关损耗。制作了一台输出功率为6kW的实验样机。实验结果与理论和仿真结果吻合。实验结果表明，用新电路代替原来的硬开关电路，整机效率提高了8%，新系统的效率为93%。