【摘 要】
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矩阵式变换器是一种新型的交-交变换器,以其简单的拓扑结构和优良的性能已成为电力电子技术研究的热点之一。国内外大都停留在电压传输比低于0.866研究,并没有对电压传输特性
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矩阵式变换器是一种新型的交-交变换器,以其简单的拓扑结构和优良的性能已成为电力电子技术研究的热点之一。国内外大都停留在电压传输比低于0.866研究,并没有对电压传输特性进行专门、全面研究,也很少对调制策略带来的输入电流谐波和输出电压谐波进行分析。研究矩阵式变换器的根本目标是寻找开关组合和开关函数,针对电压传输比低于0.866的问题,提出矩阵式变换器空间矢量过调制策略。把矩阵式变换器调制区域分为线性区和过调制区,在过调制区采用两种过调制策略,使输出电压从正弦波平滑地过渡到六阶梯波。利用平均值等效原理,分析这种调制策略的实质是双线电压调制,调整用于调制的两个线电压占空比系数。同时利用傅立叶级数对输出电压波形进行频谱分析,矩阵式变换器最大的电压传输比可达到1.0。在矩阵式变换器等效电路中,对开关函数进行傅立叶分析,把开关函数分解为低频分量和高频分量,分析开关函数高频分量与矩阵式变换器输入电流高频分量的关系。从关系中可知矩阵式变换器输入电流高频谐波分量与开关采样频率成反比。因此适当提高开关采样频率可以抑制输入电流谐波。矩阵式变换器输出电压谐波一部分是自身信号产生的,一部分是调制策略带来的。提高开关采样频率,把输出电压谐波成分主要集中在高频段,用滤波器很容易滤除。采用MATLAB建立系统仿真模型,验证控制策略的正确性,仿真结果与理论分析结果相同。同时设计了矩阵式变换器实验装置的硬件和软件系统,并进行了调试,同样验证控制策略的正确性。
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