双级矩阵变换器输入滤波器的优化设计

摘要

双级矩阵变换器是一种具有新型拓扑结构的矩阵变换器，它基于三相AC—DC—AC双级变换结构，不仅在功能上和传统矩阵变换器(CMC)相媲美一即能量双向流通、正弦输入与输出电流、可控的输入功率因数等，同时可以克服CMC无法避免的困难，是一种很有发展潜力的矩阵变换器。非常适合应用于交流电动机调速领域。 在双级矩阵变换器的实际应用中，为了满足电磁兼容性(EMC)的要求，通常在交流电源与开关矩阵之间接有输入滤波器。本文围绕双级矩阵变换器输入滤波器的优化设计而开展。 论文深入分析了输入滤波器影响双级矩阵变换器动静态性能的本质原因；定量分析了滤波器参数影响稳定性的规律；从降低输入滤波器的输出阻抗的角度，提出了通过改变输入滤波器的结构来改善双级矩阵变换器输入输出电流质量的方法。 在归纳、总结和完善双级矩阵变换器输入滤波器设计原则的基础上，论文提出了一种输入滤波器的多目标优化设计方法。该方法以确保系统稳定、谐波总畸变率低、避免开关频率谐波电流造成滤波器谐振为约束，以工程费用、基频压降、基波相移、功率稳定裕量和阻尼电阻功耗为目标。从数学分析的角度深入研究了输入滤波器的作用机理，推导出各项性能指标及约束条件的解析表达式。采用精英保留的非劣排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-NSGA-II)，并对此算法的约束处理作了改进。 最后，论文进行了研究工作总结，并提出了进一步研究的方向。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

第二章双级矩阵变换器的调制策略及解析建模

第三章输入滤波器与双级矩阵变换器系统的相互作用

第四章优化问题定位及优化算法选择

第五章双级矩阵变换器输入滤滤器的优化设计

第六章结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果