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三相—单相矩阵变换器应用于串联谐振感应加热的研究

作　者: 蔡家利
导　师: 张仲超
学　校: 浙江大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三相—单相矩阵变换器串联谐振负载双向开关调制策略换流方式
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

矩阵变换器作为新型的“绿色”变换器，是当今电力电子领域研究的热点之一。由于其控制方式灵活丰富，从某种意义上可以看成输入、输出波形调制器，因此具有优良的输入、输出特性。本文将三相一单相矩阵变换器应用于串联谐振感应加热领域，对应用过程中的各个主要问题进行了深入分析，并探讨了应用中的一系列细节问题。首先，三相一单相矩阵变换器驱动串联谐振负载的调制策略是研究的核心问题，本文从基本调制策略入手，主要针对如何改善网侧输入电流波形，提高输入功率因数提出了两种适合不同谐振频率的改进调制策略方法，并结合matlab仿真验证了这两种调制方法极大改善了网侧输入电流波形，大幅度降低了电流谐波。接着，本文又提出了电流幅值最大相也参与调制的完全意义上的三相调制策略，进一步改善了网侧输入电流的质量。其次，双向开关的换流也是矩阵变换器能否应用的关键技术，本文首先介绍了目前研究较多使用较广的三种换流策略，对比分析了这三种调制策略各自的优缺点后，选择电压型四步换流作为三相一单相矩阵变换器驱动串联谐振负载的换流方式。本文详细分析了在一个电流谐振周期内的具体换流过程，并总结了这种换流策略在12个指令电流区间内的所有换流情况。同时分析了采用电压型调制策略时出现的电压测量死区给换流造成的危险，并提出了有效的解决办法。接着，本文介绍了基于DSP2812与独立换流逻辑电路的实验平台，完成了对低频改进调制策略的实验分析。本文最后对该课题所做的研究进行了总结，所有这些有意义的研究都将为今后继续从事这方面研究的人提供参考意见，这也正是本课题的意义所在。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-5
目录  5-7
第一章绪论  7-17
  1.1 感应加热电源技术的发展与现状  7-11
    1.1.1 感应加热电源技术的发展过程  7-8
    1.1.2 感应加热电源技术的现状分析  8-11
    1.1.3 感应加热电源技术的发展趋势  11
  1.2 矩阵变换器的基本知识  11-16
    1.2.1 矩阵变换器的基本结构与特点  11-13
    1.2.2 矩阵变换器的发展过程及研究现状  13-15
    1.2.3 矩阵变换器进一步发展面临的关键问题  15-16
  1.3 选题的意义和本文的主要内容  16-17
    选题意义  16
    本文的主要工作  16-17
第二章三相—单相矩阵变换器应用于串联谐振感应加热的调制策略研究  17-39
  2.1 串联谐振负载的特性  17-18
  2.2 基本调制策略  18-22
  2.3 调制策略的改进  22-33
    2.3.1 基本思路  22-25
    2.3.2 谐振频率较高时的调制策略  25-30
    2.3.3 谐振频率较低时的调制策略  30-33
  2.4 三相均参与调制的改进调制策略  33-38
  2.5 本章小结  38-39
第三章矩阵变换器换流技术研究  39-54
  3.1 矩阵变换器换流技术简述  39-41
  3.2 电流型换流策略  41-43
  3.3 电压型换流策略  43-48
    3.3.1 电压型四步半软换流  43-46
    3.3.2 电压型两步半软换流  46-48
  3.4 三相—单相矩阵变换器驱动串联谐振负载的换流技术选择及分析  48-52
  3.5 电压测量死区的处理方法  52-53
  3.6 本章小结  53-54
第四章基于DSP2812的数字控制实验系统的设计  54-70
  4.1 实验系统总框图  54-55
  4.2 主电路设计  55-59
    4.2.1 双向开关的换流时间对负载谐振频率的限制  55
    4.2.2 输入滤波器设计及其相移补偿  55-57
    4.2.3 负载参数确定  57-58
    4.2.4 双向开关及其驱动电路  58-59
  4.3 采样检测电路  59-62
  4.4 换流逻辑电路  62-65
  4.5 实验软件流程  65-66
  4.6 系统实验结果及其分析  66-69
  4.7 本章小节  69-70
全文总结与展望  70-72
参考文献  72-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74-75
致谢  75

三相—单相矩阵变换器应用于串联谐振感应加热的研究

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