雙級矩陣變換器研制及應(yīng)用研究.pdf

1、矩陣變換器(Matrix Converter，MC)由于其具有優(yōu)異的輸入、輸出性能自誕生以來即受到廣泛的關(guān)注，但其存在開關(guān)個數(shù)較多、可靠性低、控制復(fù)雜等缺點因此在工業(yè)應(yīng)用中一直難以推廣。雙級矩陣變換器(Two-Stage Matrix Converter, TSMC)是矩陣變換器的一種衍生拓?fù)?，在繼承矩陣變換器的優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上克服了其開關(guān)個數(shù)較多、可靠性低的缺點，因此雙級矩陣變換器與矩陣變換器相比具有更大的潛力及更好的應(yīng)用前景，而在交

2、流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用是其中的一個重要方向。對于雙級矩陣變換器在交流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用前人已取得了一定的成果，但受制于雙級矩陣變換器較低的電壓傳輸比，其僅適用于低轉(zhuǎn)速場合的交流電機(jī)驅(qū)動。
　　本文以雙級矩陣變換器為研究對象，針對整流級無零矢量雙空間調(diào)制算法存在的不足，提出一種可實現(xiàn)功率因素調(diào)節(jié)的改良型算法。通過對比分析有零矢量及無零矢量調(diào)制的電壓傳輸特性指出造成雙級矩陣變換器電壓傳輸比低的根本原因，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手對其進(jìn)行改良。通過在直流母線

3、上加入升壓電路，提高其電壓傳輸比，并提出一種直流母線電壓前饋閉環(huán)控制策略，保證直流母線電壓穩(wěn)定。通過理論分析及仿真實驗證實改良型的雙級矩陣變換器繼承了雙級矩陣變換器優(yōu)良的輸入性能且電壓傳輸比得到了提升。最后，本文將探討改良型雙級矩陣變換器在交流調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)用，建立基于改良型雙級矩陣變換器的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，仿真實驗證明該系統(tǒng)動、靜態(tài)性能好，輸入波形正弦且得益于升壓電路對電壓傳輸比的提升，因此基于改良型雙級矩陣變換器的交流驅(qū)動控制系統(tǒng)