提高矩阵变换器电压传输比的控制策略研究

摘要

矩阵变换器的研究从概念提出至今已有30多年，在调制策略、换流方式、器件开发等各项关键技术上已经取得了长足的进步。但是，在矩阵变换器的实际应用中，由于矩阵变换器的电压传输比受控制策略的限制不能超过0.866，使得其在交流电机调速场合的应用受到限制；提高矩阵变换器的电压传输比可以增加交流电机的调速范围。寻找合适的调制算法来提高矩阵变换器的电压传输比的研究是目前研究的热点课题之一。另外，双级矩阵变换器以其控制简单、灵活，系统可靠性高、换流模式简单成为目前矩阵变换器的另一研究热点。
　　 论文介绍了矩阵变换器的电路拓扑，详细比较了不同矩阵变换器电路拓扑的优缺点：详细分析了矩阵变换器几种常用的控制策略和各种控制策略的特点，重点分析了矩阵变换器的空间矢量调制法；在此基础上，研究了矩阵变换器的过调制控制策略，该过调制控制策略可以将矩阵变换器的电压传输比提高到1.05；另外对TSMC的过调制控制策略进行了研究，提出一种减少双级矩阵变换器输出电压低次谐波的控制策略；基于Matlab/Simulink仿真软件，对单级和双级矩阵变换器的过调制控制策略进行了仿真验证。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

声明

第一章 绪 论

1.1 矩阵变换器的发展背景

1.2 常规电力变换器的缺陷

1.3 矩阵变换器的一些特点

1.4 矩阵变换器的研究进展及应用领域

1.4.1 矩阵变换器的发展及研究现状

1.4.2 矩阵变换器的主要应用领域

1.5 矩阵变换器的研究热点

1.6 本论文的研究内容、拟解决的关键问题及创新之处

第二章 矩阵变换器的电路拓扑与控制策略

2.1 单相矩阵变换器的拓扑

2.2 三相矩阵变换器的拓扑

2.2.1 单级矩阵变换器的拓扑

2.2.2 双级矩阵变换器(TSMC)的拓扑

2.3 任意相矩阵变换器的基本拓扑

2.4 矩阵变换器的控制策略

2.4.1 基于开关函数的Venturini法

2.4.2 SVPWM法

2.4.3 电流滞环比较法

2.5 级矩阵变换器SVPWM法研究

2.6 本章小结

第三章 矩阵变换器的过调制研究

3.1 提高矩阵变换器电压传输比的方法

3.2 虚拟整流器的过调制分析

3.3 虚拟逆变器的过调制模式

3.3.1 虚拟逆变器的常规调制模式

3.3.2 虚拟逆变器的过调制模式Ⅰ

3.3.3 虚拟逆变器的过调制模式Ⅱ

3.4 级矩阵变换器的过调制研究

3.5 本章小结

第四章 矩阵变换器Matlab仿真研究

4.1 Matlab/Simulink软件

4.2 矩阵变换器空间矢量仿真模型的建立

4.3 TSMC仿真建模与研究

4.4 矩阵变换器过调制的仿真研究

4.4.1 矩阵变换器线性调制区仿真研究

4.4.2 虚拟逆变器过调制模式Ⅰ传输比仿真研究

4.4.3 虚拟逆变器过调制模式Ⅱ传输比仿真研究

4.5 级矩阵变换器的过调制研究

4.5.1 TSMC过调制模式Ⅰ的仿真研究

4.5.2 TSMC过调制模式Ⅱ的仿真研究

4.5.3 双级矩阵变换器过调制与单级矩阵变换器过调制比较

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文