Z源-quasi-Z源間接矩陣變換器研究.pdf

1、矩陣變換器因其結(jié)構(gòu)緊湊和功能上的諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ碾娏﹄娮幼儞Q裝置，也是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。盡管現(xiàn)在關(guān)于矩陣變換器的研究成果很多，有些已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，但其仍然存在一些重要問(wèn)題未能根本解決，因此限制了矩陣變換器大規(guī)模市場(chǎng)化應(yīng)用的步伐。這些問(wèn)題主要包括電壓增益較低，最大僅為0.866;抗干擾能力較差，中間沒(méi)有緩沖電路，輸出側(cè)電壓易受輸入側(cè)電壓波動(dòng)的影響。本文將近年來(lái)提出的Z源/quasi-Z源電路與矩陣變換器相結(jié)合，應(yīng)用Z源/qu

2、asi-Z源電路獨(dú)有的特性，很好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)矩陣變換器的缺陷，為矩陣變換器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
　　首先，本文將Z源/quasi-Z源電路與間接矩陣變換器相結(jié)合，使Z源/quasi-Z源電路插入到間接矩陣變換器輸入側(cè)，提出三種Z源/quasi-Z源間接矩陣變換器拓?fù)?。詳?xì)分析了這三個(gè)拓?fù)潆娐返纳龎涸恚?duì)三種拓?fù)潆娐返纳龎耗芰M(jìn)行了對(duì)比。
　　其次，鑒于Z源/quasi-Z源間接矩陣變換器整流級(jí)直通零矢量的插入會(huì)

3、使系統(tǒng)開關(guān)次數(shù)大幅增加，本文分析不同調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)開關(guān)次數(shù)和輸入諧波的影響，選擇出一種合適的調(diào)制策略。同時(shí)針對(duì)矩陣變換器共模電壓高的問(wèn)題，本文提出兩種共模電壓抑制方法，使系統(tǒng)的共模電壓降低了42％。
　　再次，建立Z源/quasi-Z源間接矩陣變換器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，得到了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并分析了系統(tǒng)的非最小相位性。基于零極點(diǎn)法分析了Z源/quasi-Z源電路中電感、電容、電感寄生電阻、電容等效串聯(lián)電阻以及直通零矢量占空比對(duì)系統(tǒng)傳遞

4、函數(shù)極點(diǎn)和右半平面零點(diǎn)的影響。同時(shí)，為了增加系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，提出通過(guò)Z源/quasi-Z源電路電感電流內(nèi)環(huán)和電容電壓外環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)直通零矢量占空比，保證直流母線電壓穩(wěn)定。同時(shí)限制電感電流，使系統(tǒng)不會(huì)有大的電流沖擊，有利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　　再次，給出了拓?fù)潆娐返膮?shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，分析Z源/quasi-Z源電路的無(wú)源器件和功率開關(guān)器件的應(yīng)力，并給出各自損耗的計(jì)算公式。
　　最后，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了以DSP和CPLD