矩陣式交-交變換器及其在電氣傳動中的應(yīng)用研究.pdf

1、矩陣式變換器作為一種全新電能變換裝置，具有輸入功率因數(shù)為1，輸入電流諧波小，機構(gòu)緊湊，易于四象限運行等諸多優(yōu)點，成為未來傳動技術(shù)的發(fā)展趨勢。 本文重點研究三相/三相交-交矩陣式變換器及其在電氣傳動中的應(yīng)用，主要內(nèi)容如下。 第一章緒論，闡述了本文選題的背景、目的和意義，并對矩陣式變換器的發(fā)展做了綜述。 第二章第一節(jié)研究了矩陣式變換器的主回路拓撲、雙向開關(guān)、輸入濾波電路、和鉗位電路；第二節(jié)在矩陣式變換器“虛擬直流環(huán)節(jié)

2、”思想的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出矩陣式變換器與等效交-直-交的對應(yīng)關(guān)系；第三節(jié)研究了矩陣式變換器空間矢量調(diào)制策略，得出矩陣變換器基于虛擬交-直-交結(jié)構(gòu)的空間矢量調(diào)制實質(zhì)上就是電壓型雙PWM交-直-交變換器的綜合協(xié)調(diào)控制目標的一體化實現(xiàn)；第四節(jié)研究了矩陣式變換器四步換流技術(shù)；第五節(jié)對基于空間矢量調(diào)制的矩陣式變換器進行了仿真研究，驗證了矩陣式變換器的特性；第六節(jié)對矩陣式變換器與雙PWM變換器進行比較研究。 第三章對矩陣式變換器的電壓傳輸比進行

3、了分析研究，給出了傳輸比受限的物理解釋，用空間矢量調(diào)制技術(shù)驗證了物理解釋的正確性，并給出了一種提高矩陣變換器電壓傳輸比的方法。 第四章給出了矩陣式變換器電機系統(tǒng)概念及其系統(tǒng)構(gòu)成，把矩陣變換器與感應(yīng)電機視為一個整體，建立了基于虛擬直流環(huán)節(jié)思想的矩陣式變換器電機系統(tǒng)在兩相靜止坐標系中的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，利用Matlab/Similink建立了仿真模型，并對采取空間矢量調(diào)制的矩陣式變換器電機系統(tǒng)進行了仿真研究，得出矩陣變換器電機系統(tǒng)是機電

4、一體化、集成化的新型電機控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，可在不明顯增大系統(tǒng)成本的前提下，提高系統(tǒng)可靠性和效率，符合機電一體化、集成化這一電氣傳動發(fā)展趨勢。 第五章分析了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理，建立了直接轉(zhuǎn)矩控制仿真模型，對直接轉(zhuǎn)矩控制中電壓矢量對電磁轉(zhuǎn)矩的影響進行了詳細的理論分析，指出當(dāng)定子磁鏈幅值和磁通角變化發(fā)生矛盾時，電壓矢量對電磁轉(zhuǎn)矩的影響與磁通角(定、轉(zhuǎn)子磁鏈夾角)大小及定子磁鏈矢量相對其所在扇區(qū)的位置均有關(guān)，仿真實驗證明了理論分析的正

5、確性，最后提出了12扇區(qū)磁鏈圓優(yōu)化控制思路。 第六章在矩陣式變換器電機系統(tǒng)及直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析了矩陣式變換器輸出電壓空間矢量及輸入電流空間矢量，建立了矩陣式變換器電機系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的開關(guān)表。仿真結(jié)果表明直接轉(zhuǎn)矩控制應(yīng)用于矩陣式變換器電機系統(tǒng)兼有直接轉(zhuǎn)矩控制的響應(yīng)速度快，魯棒性好與矩陣式變換器輸入功率因數(shù)可調(diào)的優(yōu)點，是實現(xiàn)高性能電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的一種理想控制策略。 第七章是全文的總結(jié)，并對矩陣式變換器的發(fā)展作