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基于空间矢量调制的三相矩阵式变换器

资料介绍
电源技术论文

基于空间矢量调制的三相矩阵式变换器
摘要:介绍了空间矢量调制的双向开关矩阵式变换器的设计和实现方法。空间矢量调制
采用输出线电压和输入电流矢量进行同步调节的控制策略,能实现矩阵式变换器输入输
出波形为良好正弦、功率因数为1,并能确保感应电机良好工作。为了实现这种控制策略
并把PWM波送到相应的开关,采用了数字信号处理(DSP)技术和通用逻辑阵列(GAL)技术
。仿真和实验结果验证了这种控制策略的实际可行性。
    关键词:空间矢量调制;矩阵式变换器;数字信号处理;通用逻辑阵列
引言
随着可控交流电气传动的发展,PWM变频器的应用为自动化和节能赢得了可观的效益
,同时也带来了谐波污染、低功率因数、直流滤波电容寿命有限等负面影响。而“绿色”
变频器应具备输入和输出电流都是正弦波;输入功率因数可控,带任何负载都能使功率
因数为1.0;可获得工频上下可控的输出频率等品质。目前的三电平双PWM交-直-
交变频器、多逆变单元串联的中压变频器虽都可达到或接近这些要求,但这些装置非常
笨重。矩阵式变换器与其相比具有下述非常明显的优势:

图1

    --输入功率因数正负可调,输出电压频率连续调节,功率可双向流动;
--无直流母线环节,传递能量密度高;
--输入波形好,无低次谐波,波形失真度小;
--体积小,结构紧凑。
正因为矩阵式变换器具有如此明显的优势,近年来它已成为电力电子研究的热点之一


图2

1 矩阵式变换器的结构
3φ-3φ矩阵式变换器是一种强迫换相的交-
交变换器,它由9个可控的双向开关,利用PWM控制将交流供电电源直接变换成负载所需
的变压变频电源。其结构如图1所示。输入侧的L-C滤波器可有效减少输入电流的开关频
率谐波。
采用空间矢量调制时,矩阵式变换器认为是两个部分的串联组合。第一部分是AC/DC
电压……
基于空间矢量调制的三相矩阵式变换器
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