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矩阵变换器控制策略的仿真研究

作　者: 苏光靖
导　师: 杜少武
学　校: 合肥工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 矩阵变换器 空间矢量调制策略 感应电机 Matlab仿真
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 246次
引　用: 4次
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内容摘要


矩阵变换器是一种具有新型拓扑结构的功率变换器,采用能够双向导通电流的双向开关构成,能提供正弦的输入电流和接近为1的功率因数,输出频率可自由调节,可实现能量的双向流动。大大降低了功率变换器对电网的无功和谐波污染,是一种绿色的功率变换装置。介绍了矩阵变换器的发展现状。研究了矩阵变换器的基本电路拓扑结构和工作原理。对矩阵变换器的数学理论基础进行了阐述,介绍了矩阵变换器的控制策略,给出了改进的Venturini控制策略,重点分析了矩阵变换器的空间矢量调制策略。通过将矩阵变换器等效成为交-直-交拓扑结构,分别对等效整流环节和逆变环节采用空间矢量调制,在此基础上得到矩阵变换器空间矢量调制策略。对空间矢量调制策略进行了仿真研究,建立了矩阵变换器的Matlab/Simulink模型,分析了矩阵变换器在空间矢量调制策略下的输入输出性能。仿真结果验证了矩阵变换器理论的正确性,为矩阵变换器实验样机的开发研究提供了理论依据和研究方法。提出了一种基于矩阵变换器供电采用空间矢量调制的感应电动机直接转矩控制方法。通过将直接转矩控制策略和空间矢量调制的矩阵变换器结合起来对感应电机进行控制,发挥出两者的优点。在Matlab软件环境下进行了仿真验证。矩阵变换器和电机的转矩和速度变化的相应结果显示了该控制策略的有效性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 电力变换器的发展概况  12-13
  1.2 矩阵变换器的特点和研究的意义  13-14
  1.3 矩阵变换器的发展历史与研究现状  14-17
    1.3.1 矩阵变换器的发展过程  14-15
    1.3.2 矩阵变换器电路拓扑结构的研究  15
    1.3.3 矩阵变换器控制方法的研究  15-16
    1.3.4 矩阵变换器换流方法的研究  16
    1.3.5 矩阵变换器应用的研究  16-17
  1.4 矩阵变换器的研究热点与存在的问题  17-18
    1.4.1 矩阵变换器的研究热点  17
    1.4.2 矩阵变换器存在的问题  17-18
  1.5 本课题的主要研究内容  18-19
第二章 矩阵变换器的基础理论  19-27
  2.1 矩阵变换器的基本拓扑  19-20
  2.2 矩阵式变换器的双向开关构成  20-22
  2.3 矩阵式变换器的滤波电路和保护电路  22-23
    2.3.1 矩阵变换器的滤波电路  22
    2.3.2 矩阵变换器的保护电路  22-23
  2.4 矩阵变换器的其他变换功能  23-25
    2.4.1 三相-单相矩阵变换器  23-24
    2.4.2 单相-单相矩阵变换器  24-25
    2.4.3 单相-三相矩阵变换器  25
  2.5 本章小节  25-27
第三章 矩阵变换器的控制策略的研究  27-45
  3.1 Venturini 控制法  27-30
    3.1.1 基本Venturini 控制法  28-29
    3.1.2 Venturini 控制法的改进  29-30
  3.2 矩阵变换器的交-直-交等效变换  30-35
  3.3 矩阵变换器的空间矢量调制法  35-41
    3.3.1 直-交变换器的空间矢量调制  36-37
    3.3.2 交-直变换器的空间矢量调制  37-39
    3.3.3 矩阵变换器的空间矢量调制  39-41
  3.4 电流控制法  41-44
    3.4.1 基本滞环电流法  41-42
    3.4.2 正弦环宽滞环电流法  42
    3.4.3 预测电流法  42-44
  3.5 本章小节  44-45
第四章 矩阵变换器Matlab 仿真研究  45-59
  4.1 Matlab/Simulink 软件简介  45-46
  4.2 矩阵变换器控制方法的仿真研究  46-50
    4.2.1 基于空间矢量法的矩阵变换器仿真模型  46-48
    4.2.2 空间矢量矩阵变换器的Matlab/Simulink 仿真结果及其结论  48-50
  4.3 矩阵变换器——永磁同步电机矢量控制系统matlab 仿真  50-54
    4.3.1 矢量控制中的坐标变换  50-51
    4.3.2 永磁同步电机的矢量控制  51
    4.3.3 双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统仿真  51-54
  4.4 基于矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制系统的仿真  54-57
    4.4.1 DTC-MC 综合控制原理  54-55
    4.4.2 仿真结果  55-57
  4.5 本章小节  57-59
第五章 总结与展望  59-61
  5.1 总结  59
  5.2 展望  59-61
参考文献  61-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67-68

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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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