基于空間矢量控制的矩陣變換器的研究.pdf

1、矩陣變換器（MC）是一種先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率變換器，具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、對(duì)電網(wǎng)諧波污染小、輸入電流和輸出電壓正弦、輸入功率因數(shù)可以為1并可自由調(diào)節(jié)、輸出電壓幅值和頻率可調(diào)、能量可以雙向流動(dòng)等優(yōu)良特性，已經(jīng)成為功率變換研究的熱點(diǎn)。 首先，本文簡(jiǎn)單闡述了矩陣變換器的工作原理，綜合介紹了矩陣變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，對(duì)矩陣變換器的核心器件雙向開關(guān)的實(shí)現(xiàn)問題也進(jìn)行了討論，對(duì)比介紹了幾種換流策略和控制策略，并對(duì)各種換流策略和

2、控制策略的特點(diǎn)進(jìn)行了比較。 接下來，本文重點(diǎn)分析了矩陣變換器的兩種空間矢量控制策略，即直接空間矢量控制策略和間接空間矢量控制策略。通過分析矩陣變換器的等效交－直－交結(jié)構(gòu)與交－交直接變換結(jié)構(gòu)的開關(guān)函數(shù)關(guān)系，推導(dǎo)出了矩陣變換器間接空間矢量控制策略，并對(duì)間接空間矢量控制策略的開關(guān)狀態(tài)次序進(jìn)行了改進(jìn)，以減少換流次數(shù)和開關(guān)損耗。在間接空間矢量控制策略的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)分析給出了矩陣變換器的直接空間矢量控制策略。采用MATLAB軟件建立了基

3、于間接空間矢量控制策略的矩陣變換器簡(jiǎn)化仿真模型和復(fù)雜仿真模型。簡(jiǎn)化模型中采用理想開關(guān)來代替雙向開關(guān)，復(fù)雜模型則采用兩個(gè)IGBT和兩個(gè)二極管共集電極反向串聯(lián)構(gòu)成雙向開關(guān)。兩種模型的仿真結(jié)果展示了矩陣變換器的優(yōu)良特性，也驗(yàn)證控制策略的正確性和可行性，同時(shí)對(duì)比分析了兩種仿真模型的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。 最后，本文設(shè)計(jì)了以DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）為控制核心的矩陣變換器控制系統(tǒng)的硬件電路，主要包括主電路、DSP及其外圍電路、CPLD換流邏輯電路