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混合式双级矩阵变换器闭环控制策略研究

作 者: 阳硕明
导 师: 邓文浪
学 校: 湘潭大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 混合式双级矩阵变换器 H桥变换器 闭环控制策略 仿真建模 前馈控制
分类号: TM46
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 18次
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内容摘要


作为一种直接功率变换器,常规矩阵变换器(Conversional Matrix Converter简称CMC)具有诸多优良特性,从而引起了人们的广泛关注。但是由于其换流方式复杂、最大传输比偏低等原因,限制了其在工业上的应用。双级矩阵变换器(Two-Stage Matrix Converter简称TSMC )是近年发展起来的一种具有新型拓扑结构的矩阵变换器,其具有单位输入功率因数可调、四象限运行、可实现零电流换流等优点。混合式双级矩阵变换器(Hybrid Two-Stage Matrix Converter简称混合式TSMC )是在双级矩阵变换器的基础上发展的一种具有新型拓扑结构的矩阵变换器,比双级矩阵变换器拥有更多的优点:有更高的电压传输比,能有效的抑制输入电压不平衡和输出负载扰动。论文主要研究了混合式双级矩阵变换器的闭环控制策略。论文首先介绍了混合式双级矩阵变换器的拓扑结构,分析了其特点,并介绍了混合式双级矩阵变换器的调制策略,通过整流级和逆变级的空间矢量调制策略以及H桥变换器的控制策略,能够达到抑制输入不平衡、提高电压传输比的目的,论文还建立了混合式双级矩阵变换器系统的简化仿真模型,仿真结果验证了本文控制策略的正确性。混合式双级矩阵变换器在使用开环控制策略的时候,虽然对系统抑制输入不平衡的性能有所提高,但是对于输入电压的波动与输出负载的线性扰动,系统不能保持稳定性。因此,论文提出了混合式双级矩阵变换器的闭环控制策略,闭环控制系统由前馈控制、H桥变换器控制和逆变级闭环控制三个部分组成,当系统出现电压波动跟负载扰动时,混合式双级矩阵变换器能够根据扰动改正逆变级各开关的占空比,自动调整逆变级电压调制系数,保证系统输出电压稳定。仿真验证了闭环控制策略的正确性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 概述  8-9
  1.2 交-交矩阵变换器的研究  9-12
    1.2.1 交-交矩阵变换器研究现状  9-11
    1.2.2 矩阵变换器应用领域  11
    1.2.3 矩阵变换器不足之处  11-12
  1.3 双级矩阵变换器研究现状  12-13
  1.4 混合式双级矩阵变换器的研究现状  13-14
  1.5 本文完成的主要工作  14-16
第2章 双级矩阵变换器的拓扑结构与调制策略  16-23
  2.1 TSMC 的几种典型拓扑结构  16-17
  2.2 双级矩阵变换器空间矢量调制策略  17-21
  2.3 仿真和实验分析  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 混合式双级矩阵变换器及其控制策略  23-38
  3.1 混合式双级矩阵变换器  23-29
    3.1.1 混合式双级矩阵变换器拓扑结构  23-24
    3.1.2 混合式双级矩阵变换器的类型  24-28
    3.1.3 串联了H 桥的混合式双级矩阵变换器  28-29
  3.2 混合式双级矩阵变换器的基本控制策略  29-36
    3.2.1 混合式双级矩阵变换器整流级的调制策略  29-33
    3.2.2 混合式双级矩阵变换器逆变级的空间矢量调制  33-34
    3.2.3 H 桥变换器的控制电路  34-35
    3.2.4 混合式TSMC 的占空比计算和分布  35-36
  3.3 本章小结  36-38
第4章 混合式双级矩阵变换器的建模  38-46
  4.1 建立仿真模型的目的与仿真平台  38-39
    4.1.1 仿真模型建立的目的  38
    4.1.2 仿真平台  38-39
  4.2 混合式双级矩阵变换器整流级的仿真模型  39-41
    4.2.1 整流级电路模块  39-40
    4.2.2 整流级控制策略模块  40-41
  4.3 H 桥式变换器仿真模型  41-42
  4.4 逆变级的仿真模型  42-43
    4.4.1 逆变级电路模块  42
    4.4.2 逆变级控制策略模块  42-43
  4.5 混合式双级矩阵变换器同步控制的算法模块  43-45
  4.6 本章小结  45-46
第5章 混合式双级矩阵变换器的闭合控制研究  46-53
  5.1 dq 坐标变换  46-47
  5.2 整流级的输入电压对直流电压的影响  47-48
  5.3 混合式双级矩阵变换器闭环控制系统  48-50
  5.4 仿真与实验  50-52
  5.5 本章小结  52-53
第6章 总结与期望  53-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
个人简历、在校期间发表学术论文与研究成果  59
  一、个人简历  59
  二、攻读硕士学位发表学术论文  59
  三、攻读硕士学位期间参与的科研项目  59

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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