输入不对称条件下交—交矩阵变换器的研究

论文摘要

交-交矩阵变换器以其具有单位输入功率因数和良好的正弦输入电流和输出电压等优点,被人们誉为“绿色”变换器。矩阵变换器的使用有利于减小目前多样性负载带给电网的谐波污染,提高功率因数,在电力电子领域蕴藏着良好的应用前景。本文首先介绍了三相交-交矩阵变换器的基本原理,详细论述了双空间矢量调制策略,并针对矩阵变换器三相输入电压不对称情况,推导得出输入电压不对称时矩阵变换器的调制矩阵表达式,以得到对称的输出电压。为验证用于不对称输入电压的调制矩阵的正确性,首先利用Matlab系统软件建立了该矩阵变换器的仿真模型,进行了仿真分析。仿真结果表明,改进后的调制矩阵能使矩阵变换器在不对称输入电压情况下得到对称的三相输出电压。最后,利用数字信号处理器（DSP,TMS320LF2407）和复杂可编程逻辑器件（CPLD,ispMACH4A5 128/64）作为控制核心,研制了用于不对称输入情况下的矩阵变换器原理样机,并通过实验验证了本文改进调制矩阵的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 矩阵变换器研究概述
• 1.3 本文的主要内容和意义
• 1.3.1 本文的主要内容
• 1.3.2 本文的意义
• 第二章 输入电压不对称时矩阵变换器的调制策略
• 2.1 矩阵变换器的概述
• 2.1.1 基本原理
• 2.2 双空间矢量调制原理
• 2.2.1 输出电压空间矢量调制
• 2.2.2 输入电流空间矢量调制
• 2.2.3 双空间矢量调制合成
• 2.3 输入电压不对称时对矩阵变换器的影响
• 2.3.1 对虚拟整流环节的影响
• 2.3.2 对虚拟逆变环节的影响
• 2.4 输入电压不对称时调制策略的改进
• 2.4.1 基于虚拟逆变环节
• 2.4.2 基于虚拟整流环节
• 2.5 本章小结
• 第三章 输入电压不对称时矩阵变换器的建模与仿真
• 3.1 矩阵变换器主电路建模
• 3.2 基于虚拟逆变环节的改进策略的仿真
• 3.2.1 控制子模块建模
• 3.2.2 仿真结果与分析
• 3.3 基于虚拟整流环节的改进策略的仿真
• 3.3.1 控制子模块建模
• 3.3.2 仿真结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 矩阵变换器的系统实现
• 4.1 矩阵变换器主电路设计
• 4.1.1 主功率电路设计
• 4.1.2 驱动电路设计
• 4.1.3 过压吸收电路设计
• 4.2 矩阵变换器控制电路设计
• 4.2.1 输入电流相区检测电路设计
• 4.2.2 输入电压测量电路设计
• 4.2.3 DSP 芯片外围电路设计
• 4.2.4 开关状态译码电路设计
• 4.2.5 控制信号延时电路
• 4.3 矩阵变换器控制软件设计
• 4.3.1 DSP 软件设计
• 4.3.2 CPLD 译码软件设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验结果与分析
• 5.1 实验与分析
• 5.1.1 缺相的情况
• 5.1.2 幅值不对称的情况
• 5.2 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文主要工作
• 6.2 存在的问题及进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间研究成果及发表的学术论文