三相-三相雙級矩陣變換器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、雙級矩陣變換器(TSMC)因除具有矩陣變換器(MC)輸入功率因數(shù)可控為1、輸入輸出正弦、輸出頻率調(diào)節(jié)范圍寬和四象限運(yùn)行等優(yōu)良變頻性能外，還具有簡單的調(diào)制策略、換流策略和嵌位電路，而成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ腁C-AC直接功率變換器。本文圍繞三相-三相TSMC的拓?fù)?，以及三?三相18開關(guān)TSMC的調(diào)制策略、共模電壓抑制、仿真驗(yàn)證和3kw樣機(jī)設(shè)計(jì)展開研究。
　　 雙向開關(guān)是MC和TSMC發(fā)展的前提，對TSMC整流級使用不同結(jié)構(gòu)的雙向開

2、關(guān)進(jìn)行了對比分析，通過對MC和TSMC的傳輸矩陣推導(dǎo)得出二者具有等效性，證明TSMC和MC有著相同的變頻性能。給出了不同約束條件下，TSMC在其基本拓?fù)洹?8開關(guān)、15開關(guān)、12開關(guān)和9開關(guān)拓?fù)渲g的簡化過程，并給出了其它逆變級結(jié)構(gòu)的TSMC拓?fù)浼捌溲芯磕康摹?br>　　 分析了18開關(guān)TSMC的雙空間矢量調(diào)制(DSVM)原理，包括整流級無零矢量DSVM和有零矢量DSVM，闡述了TSMC整流級和逆變級的雙級協(xié)調(diào)調(diào)制和雙級換流策略目的，

3、是達(dá)到輸出電壓恒定和安全換流，雙級換流采用整流級零電流換流和逆變級死區(qū)換流，給出了基于Matlab/Simulink的仿真模型和仿真波形。針對TSMC存在共模電壓的問題，結(jié)合TSMC共模電壓的分布規(guī)律，提出了改進(jìn)的DSVM，在保證整流級零電流換流的基礎(chǔ)上，達(dá)到了抑制共模電壓的目的，給出了基于Matlab/Simulink的仿真驗(yàn)證。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，研制了基于整流級無零矢量DSVM的3kw18開關(guān)TSMC樣機(jī)。詳細(xì)介紹

4、了主電路開關(guān)器件、緩沖電路、輸入濾波器和嵌位電路的參數(shù)設(shè)計(jì)，以及基于DSP和CPLD組合的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中DSP主要實(shí)現(xiàn)DSVM算法，CPLD主要完成信息譯碼、雙級換流以及PWM驅(qū)動信號輸出，給出了基于QuartusⅡ的仿真波形。分析了軟件設(shè)計(jì)過程中小占空比的產(chǎn)生原因、影響及其解決方法。在樣機(jī)上得到了18開關(guān)TSMC的器件級和系統(tǒng)級實(shí)驗(yàn)波形，以及采用改進(jìn)DSVM前后的共模電壓波形。
　　 通過仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了18開關(guān)TSMC