對(duì)矩陣變換器若干問題的研究.pdf

1、由于在變換效率、功率密度和控制靈活性等方面的突出特點(diǎn)，矩陣變換器在電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，近年已有成熟的矩陣變換器一電機(jī)集成系統(tǒng)面世；同時(shí)，將矩陣變換器作為通用變換器應(yīng)用的研究也正逐漸受到重視。本文系統(tǒng)研究了矩陣變換器理論諧波問題、雙向開關(guān)全數(shù)字化換流問題以及利用三相一單相矩陣變換器直接驅(qū)動(dòng)高頻串聯(lián)諧振電路的問題。 本文在雙線電壓調(diào)制策略基礎(chǔ)上研究矩陣變換器理論諧波情況?；谧儞Q器實(shí)現(xiàn)直接交．交電能變換的原理，

2、本文首先在分析過程中引入基準(zhǔn)周期(變換器輸入輸出頻率最大公約數(shù)對(duì)應(yīng)的周期時(shí)間)概念，為正確分析矩陣變換器理論諧波建立了堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；然后利用連續(xù)傅立葉分析方法，從調(diào)制策略入手推導(dǎo)了變換器輸出電壓和輸入電流的傅立葉展開式，并結(jié)合數(shù)值計(jì)算直接獲得了信號(hào)的標(biāo)幺化頻譜，特別專門研究了變換器輸出相電壓中的零序分量；最后，基于設(shè)計(jì)的諧波分析軟件包獲得了多種變換器性能曲線，為提高變換器性能以及今后拓寬變換器應(yīng)用領(lǐng)域提供了正確的參考依據(jù)。 本

3、文在綜述矩陣變換器雙向開關(guān)換流策略的基礎(chǔ)上研究變換器全數(shù)字化換流策略。首先，在變換器輸入電壓矢量空間中詳細(xì)分析了換流參考電壓測(cè)量死區(qū)與變換器網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)角之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上指出了已有全數(shù)字化換流策略——Mahlein方法在變換器多象限運(yùn)行工況下存在的缺陷，并給出完善方法，提出了新的變換器開關(guān)調(diào)制序列的矢量次序調(diào)整策略；然后，本文建立10Kw全數(shù)字化控制的矩陣變換器實(shí)驗(yàn)電路，完成相應(yīng)的軟硬件設(shè)計(jì)，對(duì)全數(shù)字化半自然四步電壓換流策略進(jìn)行研

4、究，提出利用單片高性能：FPGA實(shí)現(xiàn)矩陣變換器數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)想，并根據(jù)FPGA資源分配情況對(duì)該設(shè)想進(jìn)行了初步的可行性檢驗(yàn)；最后，本文在改進(jìn)的Mahlein方法基礎(chǔ)上將全數(shù)字化概念引入半自然兩步電壓換流策略，不僅簡(jiǎn)化了電壓測(cè)量死區(qū)內(nèi)的兩步電壓換流邏輯，更大幅度簡(jiǎn)化了變換器的硬件換流測(cè)量電路；并采用試驗(yàn)驗(yàn)證了全數(shù)字化兩步電壓換流策略的可行性和可靠性。 針對(duì)三相-單相矩陣變換器傳統(tǒng)研究中傳輸功率不穩(wěn)定的問題，本文提出利用三相-單相矩

5、陣變換器直接驅(qū)動(dòng)串聯(lián)諧振電路的拓?fù)?，以便采用小容量濾波器穩(wěn)定變換器傳輸功率。本文將該拓?fù)湟胫C振型感應(yīng)加熱電源應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的基本調(diào)制律，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了變換器采用半自然四步電壓換流策略時(shí)的雙向開關(guān)換流過程，得出變換器運(yùn)行于負(fù)載諧振點(diǎn)附近偏感性工況時(shí)開關(guān)換流損耗最小的結(jié)論；為改善變換器輸入電流諧波情況，本文基于在變換器三個(gè)輸入相間合理分配高頻負(fù)載電流的思路，提出了兩種分別適合于中頻和高頻感應(yīng)加熱電源應(yīng)用的電流分配律方案，并對(duì)