矩阵式变换器四步换流的仿真研究

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虚拟不可控整流矩阵变换器电压法四步换流策略研究

虚拟不可控整流矩阵变换器电压法四步换流策略研究黄澔【摘要】矩阵变换器(Matrix Converter)作为一种新型的交-交变频装置,具有传统交-直-交变频器不可比拟的优越性能,但是如何实现安全换流成为了限制矩阵变换器发展的一个重要因素.该文在虚拟不可控整流矩阵变换器调制策略基础上,采用基于输入电压检测法的四步换流,避免了传统四步换流的电压方向检测不准确的问题,同时将换流时长进行合理调整,节约了换流时间,从而提高了输出波形质量.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P50-53)【关键词】矩阵变换器;四步换流;虚拟不可控整流【作者】黄澔【作者单位】西安陕鼓动力股份有限公司,西安710075【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言矩阵变换器(Matrix Converter)作为一种新型交-交变频装置[1]，其拓扑结构如图1所示，主电路的9个双向开关(Sij，i=A,B,C；j=a,b,c)是由2个IGBT和2个二极管反并联组成，双向开关不仅能阻断双向电压，而且可以通过双向电流，因此矩阵变换器理论上可以产生任意频率的输出。

矩阵变换器以其种种优越的变换性能，如结构简单，便于集成，能量密度大，能量双向流动，输出电压频率不受限制，可调节的输入功率因数等优势弥补了传统交-直-交型变频器和传统交-交变频电路的不足，是一种新型的“绿色变频器”[2-4]。

但是，由于矩阵变换器特殊的拓扑结构，需要的电力电子元件较多，如何实现相间安全换流[1]成为了影响矩阵变换器工业化的难题之一[5]。

该文在虚拟不可控整流矩阵变换器调制策略基础上，采用基于输入电压方向检测的四步换流，同时调整了四步换流所需的时间，提高了输出波形质量。

图1 三相-三相矩阵变换器结构1 矩阵变换器运行过程中的两个基本原则矩阵变换器电路中，输出电压是由各相输入相电压合成的，没有传统交-直-交变换器中的自然续流通路，在运行时，需要将矩阵变换器的负载电流从一个输入相安全地切换至另外一个输入相，换流控制必须遵循2个基本原则[1]：原则1 输入端中的任意两相之间不能短路，避免使电压源短路造成过电流；原则2 输出端中的任意一相电路均不能断路，避免感性负载突然断路而产生过电压。

基于四步换流策略的矩阵整流器的研究

ｓｕｃｃｅｅｄｉｎｓａｆｅｔｙｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｐａｔｒｉｃｕｌａｒｌｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｏｎｏｆｚｅｒｏｃｕｒｒｅｎｔ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｏｓｅｔｈｅｏｒｉｓｔｓ，ｔｈｅｈｒｄａｗｒｅａｃｉｒｃｕｉｔｗｈｉｃｈ
关键词：矩阵整流器；空间矢量调制；四步换流策略；可编逻辑器件
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｔｉｘｒｒｅｃｔｉｉｆｅｒ；ｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ｆｏｕｒ－ｓｔｅｐｓｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ；ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｄｅｖｉｃｅ
ｈａｄｂｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｖｔｈｅｍａｔｒｉｘｒｅｃｔｉｉｆｅｒｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ７．０．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ
ｂｙｕｓｉｎｇｆｏｕｒ－ｓｔｅｐｓｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｙ．ｔｇｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｏｆＭａｔｉｘｒｒｅｅｔｉ￣ｅｒｏｗｎｅｄｌｏｗｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｍｐｏｌｆｅｎｔｓａｎｄｓｍａＪｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ．Ｉｔｉｓ

矩阵变换器的四步换流策略及其实现

矩阵变换器的四步换流策略及其实现任永德α　谢艳辉α 摘　要　矩阵变换器是一种新型的交交变频器,它具有单位功率体积小、理想的输入输出波形、功率因素高、动态响应快等特点,近年来一直是研究的热点,本文将叙述的是矩变换器的换流问题及其人基于CPLD技术的解决方法,并给出了仿真及实际的换流和输出电压波形。

关键词　矩阵变换器　换流　CPLD一、矩阵变换器的基本结构及特点典型的矩阵变器拓扑结构如图1所示[1][2],9个双向开关排成3行3列矩阵,由9个双向开关组成3行3列的开关矩阵,它决定着矩阵变换器的换关系。

这种新型的交交变频器具有如下特点:(1)可得到较为理想的正弦输入电流和输出电压,波形失真度小。

(2)输入功率因数可调。

(3)采用不同的调制算法可实现输出电压幅值、频率和输入功率因数的分别控制。

(4)能量可以双向传输(5)没有中间储能环节和直流环节,结构紧凑,效率高,动态响应快。

图1　三相A C-A C矩阵变换器电路拓扑结构二、双向开关的组成矩阵变换器的关键环节是双向开关,因目前尚无合适的产品,现有双向开关都是由单向开关组合而成,常见的大致有共射极串联、共集极串联、关联、桥式等4种类型。

(a)共射极串联型 (b)共集电极串联型(c)并联型双向二极管 (d)桥式型双向二极管图2串联型,包括共发射极串联型和共集电极串联型,分别见图2(a)和(b)。

这种类型需要两个功率开关和两个二极管,具有分立件少、可靠性高、电压传输比损失较小等特点。

每个功率开关、二极管均工作在两象限方式,易于分别是控制两个方向电压电流,便于解决四象限换流问题。

关联型,见图2(c)。

这种类型需要两个功率开关和两个二极管,也可以不需要二极管。

也具有分离元件少,可靠性高、电压传输比损失较小的特点。

桥式型,又称二极管嵌入型,见图2(d)。

它由一个桥式整流器和一个功率开关组成,可以应用于各种矩阵变换器中。

当开通过,表现为一个真正的交流开关。

但在换流期间会形成环流,为此必须串联大容量的电抗器,来减少环流。

基于间接空间矢量调制的矩阵变换器控制策略仿真

一
式中：、、ｒ为对应开关矢量的作用时间，为开关周ｏ期。相应占空比可表示为：
ｌ＝／ｓ（。６）＝ｉ６一ｌｎ０ｖ
｛ｓ【／＝ｉ＝ｎ
＝１－一
式中：０眠：，ｕ） ≤ 。Ｕ ≤ （／１为输出相电压基波幅值，ｙｌｆｖ
中图分类号：Ｔ６Ｍ４
文献标识码Ａ
文章编号：１０ — ５９（００５０３— ２０７９９２１）１— ０１０
ＳｉｕｌｔｏｏａｒｘＣｏｖｒｅｓｄｎＩｍａｉｎｆＭｔｉｎｅｔｒｂａｅｏｎｄｉｅｔＳｒｃＶＰＷＭ
为直流侧电压均值。（）Ａ／Ｃ空间矢量调制原理－ＣＤ根据检测到的输入相电压空间矢量ｕ和设定的输入相位差可以确定希望得到的输入相电流空间矢量 ‘ 置。位对图ｌ的 “ 虚拟整流器 ”部分输入相电流进行矢量调制。根据输入相间不短路的约束，每一直流输出端只与一相交流输入端接通，从而有九种电流矢量开关组合状态，构成图２示输入相所
摘
一
２００）３６１
要：矩阵变换器因其具有的众多优良特性而受到人们关注。然而其所需功率开关众多，拓扑和控制都很复杂，在
定程度上限粕了它的发展。本文研究了基于虚拟直流环节的间接空间矢量调制策略结合四步换流控制策略，在仿真中验
证了该控制策略。仿真结果输出了正弦的交流电压和输入电流，取得了良好的效果。关键词：矩阵变换器；间接空问矢量调制（ＶＷＭ）ＳＰ；四步换流策略

矩阵式变换器的控制系统研究

ＹＡＮＧｉＰｎｇ，ＬＵｅ— ｕ，ＺＨＥＮＧＸｕｙＭｕ—ｕｉｇ
（ｏｔｈｎｎｅ￣ｏｅｈｏｏｙｕｎｚｏ１６０ｈｎ）ＳｕＣｉａＵｗｍｉｆＴｃｎｌ，Ｇａｇｈｕ５０４，Ｃｉａｈｇ
ＡｂｔａｔＭａｒｘｃｎｅｅｓａｎｖｌＡＣＡＣｏｖｒｒＡｍｉｇａｅｌｉｇｔｅｃｎｒｌｓｒｔｇｘｅｉｎｌｎｅｉｓｒｃ：ｔｏｖｒｒｉｏｅ／ｃｎｅｅ．ｉｎｔｒａｉｎｈｏｔｔｅｙｅｐｄｅｔａｄｒｌｉｔｔｚｏａｙ —
关键词：阵式变换器：双电压控制：变步长换流矩
中图分类号：Ｍ４Ｔ６
文献标识码：Ａ
文章编号：００１０２１）３００ — ４１０ — ０Ｘ（０１０ — ０９０
ＲｅｅｒｈｏａｒｘＣｏｖｒｅｎｒｌＳｓｅｓａｃｎＭｔｉｎｅｔｒＣｏｔｏｙｔｍ
第４卷第３５期
２１０１年３月
电力电子技术
ＰｗｅｅｔｎｃｏｒＥｌｃｒｉｓｏ
Ｖｏ．５１．Ｎｏ３４．Ｍａｃ０１ｒｈ２１
矩阵式变换器的控制系统研究
杨华电力学院，广东广州５０４）１６０
ｐｏｌｍｆｔｅｂｍｔｐｌｅｉａａｙｅｎｏｖｄＴｅｐｐｒａｓｎｒｄｃｓｔｅｐｎｉｌｆｖｌｉｆｖｒｉｇｓｅｒｂｅｏｈｕｕｓｓｎｌｓｄａｄｓｌｅ．ｈａｅｌｏｉｔｕｅｈｒｃｐｅｏａｉｔｏａｙｎ —ｔｐｏｉｄｙｆｕｔｐｏｏｒｓｅｓｃｍｍｕｉａｉｎｓｒｔｇ．ｉａｌｔｅａｔａｉｅｏｈｍｐｏｅｏｂｅｌｅｔｉｅｖｌｇｏｔｏｔｔｇｎｎｃｔｔａｅｙＦｎｙ，ｃｕｌｆｔｅｉｒｖｄｄｕｌｉ — ｌｏｔｅｃｎｒｌｓｒｅａｄｏｌｈｚｎｏｎａａｙｖｌｉｆｖｒｉｇｓｅｏｒｓｐｏａｉｔｏａｎ — ｔｐｆｕｔｓｃｍｍｕｉａｉｎｓｒｔｇｒｎｒｄｃｄ．ｈｘｅｍｅｔｌｐｏｏｙｅｏｔｘｃｎｅｄｙｙｅｎｃｔｔａｅｙａｅｉｔｕｅＴｅｅｐｒｎａｒｔｔｐｆｍａｒｏｖ￣－ｏｏｉｉ

矩阵变换器的四步换流法及硬件实现

矩阵变换器的四步换流法及硬件实现
关柏利;刘洪臣;徐殿国;王立国
【期刊名称】《节能技术》
【年(卷),期】2004(022)001
【摘要】研制矩阵式变换器样流的拓扑结构及工作原理的基础上,利用了Lattice 公司制造的在系统可编程逻辑器件--ispLSI1032E-70L来实现四步换流逻辑电路,在Synario软件环境下,经过仿真和所研制的样机的实验,证明了该方法的正确性.【总页数】3页(P22-23,25)
【作者】关柏利;刘洪臣;徐殿国;王立国
【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程系,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学电气工程系,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学电气工程系,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学电气工程系,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TM921.4
【相关文献】
1.虚拟不可控整流矩阵变换器电压法四步换流策略研究 [J], 黄澔
2.矩阵式变换器四步换流策略的实现及其HATLAB仿真 [J], 吴炳娇
3.矩阵式变换器四步换流的研究及其实现 [J], 杨苹;吕学瑜;郑木桂;刘胜荣
4.矩阵变换器的四步换流策略及其实现 [J], 任永德;谢艳辉
5.矩阵变换器双电压法四步换流策略的改进 [J], 马星河;谭国俊;方永丽;汪旭东;袁世鹰
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矩阵变流器的控制策略研究

矩阵变流器的控制策略研究韩竺秦【摘要】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.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2013(035)006【总页数】6页(P1-5,10)【关键词】矩阵变流器;空间矢量调制;虚拟整流;虚拟逆变【作者】韩竺秦【作者单位】韶关学院物理与机电工程学院,广东韶关512005【正文语种】中文【中图分类】TM9211 引言目前的交流变频调速系统、电力系统大多都采用不控整流或传统PWM交-直-交电压型电力变流器，导致交流侧电压和电流波形很差，功率因数低，这对于发电机组的稳定运行极为不利。

目前，矩阵式变流器在中高压变频调速、电力系统无功补偿和风力发电等领域得到了广泛研究。

矩阵式变流器无中间直流环节，结构紧凑、体积小、效率高，便于实现模块化。

降低生产成本的需求促使新型的电力变换器来替代原有的传统电力变换器,而矩阵式变换器正是适应这种全新要求的电力装置。

2 矩阵式变换器原理分析矩阵式变换器是一种直接AC-AC变换器［2］。

它能实现能量的双向流动，矩阵式变换器中的开关器件在关断状态下承受的电压可能是反向的，也可能是正向的，所以，开关器件一定要采用双向开关器件［1］。

三相-三相交流矩阵式变换器中的每个双向开关可用开关函数Sij表示，定义如式（1）。

矩阵式变换器在运行过程中必须满足三相输入端中任意两相之间不能短路，避免使电压源短路造成过电流；三相输出端任意一相不能开路，函数表示为式（2）。

在矩阵式变换器电路中，没有续流二极管，没有电流的自然续流通路，使得开关器件直接的换流比传统的背靠背变频器困难。

矩阵式变换器的换流控制，必须严格遵守上面提到的两个条件。

基于电流方向检测的四步换流策略得到广泛的应用，从双向Sa切换到双向开关Sb。

DSP和CPLD型矩阵变换器系统的实验研究

ｉｅｔｅｆｕｔｐｃｒｅｔｏｚｈｒｓｕｒｎｍｍｕｉａｉｎｌｇｃｃｎｒｌａｅｌａｐｎａｄｃｏｅｂ — ｉｃｉｎｌｐｗｒｓｔｈ，ｅＡＤＳ３４ｉｏｅｃｎｃｔｏｉｏｔｓｗｌｓｏｅｎｌｓｉｄｒｔａｏｅｗｉｏｏｅｏｃｔｈ８６ｓ
ＥｘｐｒｍｅａｓａｃｆＭａｒｘＣｏｅｔｒＳｓｅａｅｏｅｉｎｔｌＲｅｅｒｈｏｔｉｎｖｒｅｙｔｍｂｓｎＤＳＰｎｄＣＰＬＤａ
ＹＡＮＧＪｎｈａ，Ｚｎｕ．ｕＯＵＢｉｇ，ＷＡＮＧＸｉｏｈｎ２ａ．ｏｇ，ＷＵＪｅｉ
维普资讯 http:/பைடு நூலகம்
第４２卷第６期
２ｏ０８年６月
电力电子技术
ＰｏｒＥｌｃｒｎｃｗｅｅｔｏｉｓ
Ｖｏ．１４２．Ｎｏ．６
Ｊｎ．０８ｕｅ２ｏ
ＤＰＣＬＳ和ＰＤ型矩阵变换器系统的实验研究
面板电路；软件部分包括基于ＤＰ的控制算法程序Ｓ
２矩阵变换器设计
ＭＣ系统的实验样机设计分为硬件部分和软件
部分。硬件部分包括主电路、冲电路、入电压的缓输检测电路、输出电压和输出电流的检测电路、Ｓ＋ＤＰＣＬ电路、Ｄ８６ＰＤＡＳ３４采样电路、ＨＬＰ单片机控制ＰＩＩ
设计的正确性、可行性和稳定性．为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础。

基于四步换流策略的矩阵整流器的研究

基于四步换流策略的矩阵整流器的研究摘要：本文在分析比较几种换流策略的基础上，着重分析四步换流策略的优点及其安全性，并利用基于空间矢量法的四步换流策略的矩阵整流器的仿真模型，通过matlab/simulink7.0软件进行仿真。

仿真结果表明基于四步换流策略的矩阵整流器输出的电压所含谐波成分较少，畸变较小，特别在处理电流过零点的脉冲信号，四步换流策略更能做到安全换流。

基于该理论分析和仿真结果，采用可编程逻辑器件（cpld）实现，硬件电路实现结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。

abstract： the paper analyzed and compared several commutation strategies， especially the four-step commucation strategy. then， it had been simulated by the matrix rectifier model based on space vector method in the software of matlab/simulink7.0. the results show that by using four-steps commutation strategy， the output voltage of matrix rectifier owned lower harmonic components and small distortion. it is succeed in safety current converter particularly in the procession of zero current. because of those theorists， the hardware circuit which adopted programmable logic device also proved the theoretical analysis and the simulation results are right.关键词：矩阵整流器；空间矢量调制；四步换流策略；可编程逻辑器件key words： matrix rectifier；space vector modulation；four-steps commutation strategy；programmable logic device 中图分类号：tm46 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）07-0026-030 引言矩阵整流器是一种比较新型的通用降压型三相ac-dc变换器，具有能够实现四象限运行，功率密度大，以及提供正弦的输入电压和输入电流，输入功率因数可调等优点[1-4]，吸引了越来越多研究者的关注。

基于SiC JFET的矩阵变换器仿真

基于SiC JFET的矩阵变换器仿真王莉娜;刘丹丹【摘要】Modeling of SiC JFET-based matrix converter(MC)is explored in Saber. Firstly,method of parameter extraction and modeling of normally-on SiC JFETs was introduced. Then a new bidirectional switch structure was proposed,which could overcome the drawbacks of normally-on SiC JFETs that short circuits were prone to happen at the moment of powerup and under the condition of auxiliary power supply failure. Based on the proposed bidirectional switch structure,the main circuit of 3×3 matrix converter was built in Saber. Then,double space vector modulation of matrix converter was realized with the MAST language. Considering the time difference between turn-on and turn-off of normally-on SiC JFET,an optimized four-step commutation strategy was used,which improved the quality of output waveform. Finally,simulation results demonstrate the validity and reliability of the proposed model and optimized four-step commutation strategy.%在Saber中研究基于SiC JFET的矩阵变换器建模仿真。

矩阵式变换器双向开关四步换流技术研究.

矩阵式变换器双向开关四步换流技术研究摘要：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。

关键词：矩阵式变换器；双向开关；可编程逻辑器件；四步换流引言1979年，意大利学者M.Venturini第一次提出了矩阵式变换器存在理论及控制策略。

与传统的交—交变频器及交—直—交变频器相比，矩阵式变频器具有明显的优点：高功率因数、低谐摘要：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。

关键词：矩阵式变换器；双向开关；可编程逻辑器件；四步换流引言1979年，意大利学者M.Venturini第一次提出了矩阵式变换器存在理论及控制策略。

与传统的交—交变频器及交—直—交变频器相比，矩阵式变频器具有明显的优点：高功率因数、低谐波污染、可四象限运行、无中间储能环节、体积小且效率高。

随着交流变频调速技术成为当代电气传动中实现自动化和节能的主要技术手段，矩阵式变换器(MC)的研究已成为电力电子技术研究的热点之一。

1 矩阵式变换器及双向开关图1是矩阵式变换器的原理性结构，它可用一个虚拟的整流器和虚拟的逆变器构成。

采用这样的结构可以充分利用交—直—交变换器中成熟的PWM技术。

三相矩阵式变换器采用9个双向开关组成3×3的矩阵式结构，因而三相输入中的任意一相可与三相输出的任意一线相连，采用一定的开关控制策略可使输出线间平均输出电压为所需频率下的正弦调制电压，同时可使输入电流正弦并与输入电压同相。

调制过程中，组成双向开关的单向器件间的换流是矩阵式变换器实现中的关键。

目前常用的IGBT组合双向开关主要有3种形式，即由单个IGBT和二极管组合成的桥式双向开关，共发射极反向串联IGBT组合的双向开关和共集电极反向串联IGBT组合的双向开关，如图2所示。

双级矩阵变换器换流策略研究

潜力的一种电力变换器。从２００１年ＴＳＭＣ拓扑被
本文将用于ＣＭＣ的四步换流策略移植到
ＴＳＭＣ，在对ＴＳＭＣ调制策略进行研究的基础上，搭
建了一台基于英飞凌ＸＥ１６４＋ＣＰＬＤ的实验样机，对四步换流策略进行了实验验证，实验结果表明，四步
ｆ１９５０一），男，教授，博士生导师，研究方向为交流传动与新
型电力电子装景，Ｅ — ｍａｉｌ：ｚｈｏｎｇｙｒ＠ｘａｕｔ．ｅｄｕ．ｃａ。
８０
电
源
学
报
总第４５期
Ｎ
图１１８开关双级矩阵变换器拓扑
ＴＳＭＣ在工业中推广和应用的瓶颈主要在于其安全换流和调制策略。ＴＳＭＣ工作时须同时满足输入侧不能短路，输
１．１整流级调制策略
为了在直流侧输出极性为正的直流电压，并获
出侧不能开路两个约束条件，所以需要特殊的换流
模式。文献［３】提出的整流逆变协调换流策略理论虽简单，但硬件较难实现。
得最大的电压利用率，同时使输入电流正弦、输入单位功率因数，需把输入相电压的周期分成６个区间，如图２，每个区间中，一相电压绝对值最大，另两相电压极性同它相反，绝对值最大相的双向开关处

双级矩阵变换器混合式换流

双级矩阵变换器混合式换流宋卫章;邢飞雄;贺瑾;钟彦儒;汪春华;汪丽娟【摘要】针对双级矩阵变换器(TSMC)整流级窄脉冲处四步换流失效和宽脉冲处零电流换流较难追踪覆盖的不足,提出一种混合式换流方案,将脉冲分为宽窄脉冲,宽脉冲下采用四步换流策略,窄脉冲处采用零电流协调换流,零电流换流协调会导致逆变级载波为动态不规则波形,较难实现,提供了一种依据整流级开关占空比调整逆变级信号波的简易实现方法,分析了原理,给出了示意图.搭建了一台样机对上述方案进行了实验验证,结果表明该方案的采用在确保系统具有优良网侧和传动性能的同时,实现了安全可靠换流,从而有效消除了由上述问题导致的过电流/过电压尖峰,提高了系统可靠性,为TSMC进一步工程应用奠定了基础.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2014(018)011【总页数】7页(P65-71)【关键词】双级矩阵变换器;混合换流;四步换流;零电流换流;窄脉冲【作者】宋卫章;邢飞雄;贺瑾;钟彦儒;汪春华;汪丽娟【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,陕西西安710049;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048;西安航空学院电气学院,陕西西安710077;西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言双级矩阵变换器(two－stage matrix converter，TSMC)作为一种新型绿色电力电子变换器，不仅具有常规矩阵变换器(conventional matrix converter，CMC)许多优点［1－4］，而且克服了常规矩阵变换器存在的控制策略复杂、箝位电路庞大等不足［5－7］成为目前最具有发展潜力的电力变换器。

基于FPGA+DSP的矩阵变换器的开发

基于FPGA+DSP的矩阵变换器的开发许强强;宋泽琳【摘要】分析了矩阵变换器的半软化四步换流和间接空间矢量调制策略.利用Matlab/Simulink建立了矩阵变换器间接矢量调制策略仿真模型,并设计了一套基于DSP和FPGA的矩阵变换器样机,在样机系统上实现间接矢量调制策略DSP软件设计和四步换流FPGA逻辑算法设计.通过仿真与实测波形对比,验证了该控制策略的正确性.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2014(041)003【总页数】4页(P271-274)【关键词】矩阵变换器;四步换流技术;间接空间矢量调制策略;FPGA;DSP【作者】许强强;宋泽琳【作者单位】北京理工大学珠海学院信息学院,广东珠海519088;珠海格力电器股份有限公司制冷技术研究院,广东珠海519070【正文语种】中文【中图分类】TH862矩阵变换器(Matrix Converter)是以交-交变换方式来实现电力变换的，是目前最先进的电力变换方式。

与传统的交-直-交变换方式相比，最突出的优点在于其输入功率因数可控并且去除了传统变换方式中的大储能元件[1，2]。

笔者利用Matlab/Simulink建立了矩阵变换器仿真模型，验证了间接矢量调制策略的正确性，设计制作了矩阵变换器样机，输入采用LC滤波器，箝位电路，输出带阻感负载，并在样机上实现四步换流FPGA逻辑算法设计。

1 矩阵变换器的系统构成①矩阵变换器分为单级和双级两种，也分别称为直接和间接矩阵变换器。

笔者以单级矩阵变换器为研究对象，其由9个双向开关构成，如图1所示。

三相输入与输出通过开关直接相连，通过对双向开关的逻辑控制，可以实现AC-DC、DC-DC、DC-AC任意电力变换，但AC-AC变换是研究的重点[3，4]。

控制器采用FPGA+DSP结构实现，总体设计框图如图2所示。

主电路采用高频IGBT作为主功率器件；DSP负责完成矩阵变换器控制算法，并最终生成9路PWM控制信号，送至FPGA控制器；FPGA接收DSP时钟信号，通过DCM(时钟管理模块)将15MHz时钟信号分频为FPGA所需的6MHz时钟信号，接收复位、三路电流方向检测信号和9路DSP输出PWM信号；电流方向检测信号供FPGA实现四步换流，最终得到矩阵变换器的18路PWM控制信号，并通过驱动电路实现对矩阵变换器主电路的控制。

矩阵变换器实验分析及换流策略的改进研究

（ｈｎｎｖｒｉＣｉａＵｉｓｙｏｎｎｄＴｃｎｌｙＸｚｏ２０８ｈｎ）ｅｔｆＭｉｉａｅｈｏｏ，ｕｈｕ２１０，Ｃｉｇｎｇａ
Ａｂｔａｔｅｃｍｍｕａｉｎｐｏｌｍｓｄｍｏｓｒｔｄｂｘｅｍｅｔｏｔｄｆｒｎｏｔｇｎｅｕｎｙｉｈｓｒｃ：ｏＴｈｔｔｒｂｅｗａｅｎｔｅｙｅｐｒｎｓｎＭＣａｉｅｅｔｖｌｅａｄｆｑｅｃｎｔｅｏａｉａｒ
Ｋｅｗｏｄ：ｏｅｅ；ｃｍｍｕａｉｎ／ｔｘｃｎｅｅ；ｔｉｅｖｌｇｙｔｅｉｙｒｓｃｖｒｒｏｔｔｔｏｍａｒｏｖｒｒｗｏｌｏｔｅｓｎｓｓｉｔｎａｈ
１引言
矩阵式电力变换器（ＭＣ）一种直接的频率变是换装置【它能将交流公用电网的恒频恒幅正弦波变 ” ．换为变频变幅的正弦波。与传统的ＡＣＤ／／ＣＡＣ变换器相比．ＭＣ电路未提供续流路径。另外。今为止迄还没有商品化的双向开关．现有的双向开关均是由
一
种变换流时间的改进四步换流法。通过实验验证了改进的ＭＣ换流策略的有效性和可靠性。关键词：变换器；换流／阵变换器；双电压合成矩
中图分类号：Ｍ６Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：００１０２０）７０２－４１０ — ０Ｘ（０７０－０６０
ｓｈｅｎｔａｅｔｅａａｌｂｌｙａｄｒｌｉｔｆｍｐｖｄｃｍｍｕａｉｎｓａｅｆＭＣ．ｕｓｄｍｏｓｒｔｈｖｉｉｔｎｅｉｌｙｏｒｅｏａｉｂａｉｉｏｔｔｔｔｇｏｏｒｙ

基于CPLD矩阵式变换器换流策略的试验研究

基于CPLD矩阵式变换器换流策略的试验研究
林旭成;杨苹;郑木桂
【期刊名称】《低压电器》
【年(卷),期】2010(000)022
【摘要】详细介绍矩阵式变换器在四步换流策略原理的基础上,提出了变步长四步换流策略,缩短了换流时间,改善了输出电压的质量;给出了基于CPLD变步长四步换流策略的实现方式.试验结果验证了变步长换流策略及其实现方式的可行性和可靠性.
【总页数】5页(P51-54,58)
【作者】林旭成;杨苹;郑木桂
【作者单位】华南理工大学,广东省绿色能源技术重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学,广东省绿色能源技术重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学,广东省绿色能源技术重点实验室,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
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毕业设计(论文)-矩阵式变换器及其Matlab仿真研究

毕业设计（论文）-矩阵式变换器及其Matlab仿真研究目录摘要 ..................................................................... (1)Abstract ............................................................... (2)第一章绪论 ..................................................................... ...................................... 3 1.1 电力变换器的发展及应用现状 ......................................................................31.2 常规电力变换器的缺陷 ..................................................................... ............. 4 1.3 矩阵式变换器的特点...................................................................... ................ 5 1.4 矩阵式变换器的产生及国内外研究现状 (5)1.5 矩阵式变换器的缺点...................................................................... ................ 6 1.6 矩阵式变换器的应用前景 .............................................................................. 7 第二章矩阵式变换器的拓扑结构和工作原理 (9)2.1 矩阵式变换器的基本电路拓扑结构和工作原理 (10)2.2 基于开关函数矩阵变换器的数学模型 (15)第三章基于前馈补偿的SPWM控制策略 (19)3.1 矩阵变换器的控制方法 ..................................................................... ............19 3.2 基于前馈补偿的SPWM调制策略. (20)第四章矩阵式变换器Matlab仿真研究 (22)4.1 Matlab/Simulink软件简介 ..................................................................... .........22 4.2 3×1矩阵变换器的建模和仿真 ..................................................................... ..224.3 3×2矩阵变换器的建模和仿真 ..................................................................... ..294.4基于开关函数的3×3矩阵变换器的建模和仿真 (35)第五章展望与总结 ..................................................................... .........................40 5.1 矩阵变换器发展展望...................................................................... ...............40 5.2 总结 ..................................................................... ..........................................41 谢辞 ..................................................................... ....................................................42 参考文献 ..................................................................... .. (43)摘要:矩阵式变换器是一种新型的电力变换器，它能够直接实现交,交变换，与传统的交,直,交的变频器相比，不需要中间直流环节，能量直接传递，传输效率较高;可以获得正弦的输入电流和输出电压，波形失真度小;能量可双向传递，适合四象限运行的交流传动系统。