矩阵变换器双电压控制 - 电源网.ppt

、输出电压的PWM过程 :矩阵变换器双电压控制该算法是日本学者()于1991年提出,是一种直接变换法。所谓双电压控制[1],指的是在每一开关周期内,根据两个输入线电压的瞬时值来合成一个输出线电压。不同时刻使用不同组合的两个线电压。双电压控制策略的简介图1矩阵变换器结构简图MC结构如图1所示。本文阐述了矩阵变换器双电压控制的基本原理。重点分析了在一个开关周期内输入线电流的合成情况。根据双电压合成原理进行仿真,验证了理论分析的正确性。具体分四种输入情况,反映这种调制策略在输出线电压上的优良特性以及输入电流的瞬时值与平均值,并分析该电流的谐波成分。由此指出在输出端设计滤波器的必要性。本文的主要内容双电压控制策略的优缺点改善MC开关频率,提高电压传输比。特别当输入电源不对称或含有谐波时,其控制函数可自动修正,而不需额外计算,利于实时控制。但开关状态的转换和输入电流的合成规律复杂,软件实现上较困难。具体有以下几个特点:(1)输出线电压与输入电流的局部平均值是对称正弦,但输出相电压含有谐波。(2)用三个输入线电压控制时,;当使用两个输入线电压控制时,。(3)输出电压对输入电压有“自适应”能力。(4)采用输入双线电压控制时,在每一个采样周期内始终有一个开关是闭合的,即所谓“原点开关”,利用它可以减少开关换流损耗。(5)计算量较大,要求计算功能强的控制器。双电压控制策略的优缺点双电压控制策略的控制原理总的说来,指的是在每一开关周期内,根据两个输入线电压的瞬时值来合成一个输出线电压。不同时刻使用不同组合的两个线电压。具体来说,将输入电压和期望的输出电压按不同规则分成各6个扇区[1]。根据输入与输出电压所在扇区的组合情况,来选择哪两个输入线电压来合成输出线电压。双电压控制策略的控制原理以2-1扇区组合为例。在输入电压为2扇区时,电压与其它两相异号且为正,期望的输出线电压为1扇区时,输出相电压始终为正,故被直接合成的输出线电压为、在开关周期内,输出线电压的局部平均值为:双电压控制策略的控制原理输入电压扇区的划分规则[2]是:三相电压中只有一相电压出现极值(负或正),而另两相电压与之异号且单调变化;输出电压扇区的划分规则是:三相电压均保持单调变化,其中一相始终为正,另一相始终为负,第三相变号。在一个开关周期内,输入电流的局部平均值:由输出电流依照控制函数的加权而得。输入电流、输出电压的PWM过程输入电流的开关PWM过程考虑两种情况:三相输出电流对称与非对称。对每种情况,在一个开关周期内,由于输入电流和输出电压分别被分为6个扇区,故有36种可能的开关组合。文献[1]提出了原点开关的概念,据此,36种扇区组合进一步可划分为9种情况,且每种情况对应一个不同的原点开关,由此来确定输入电流PWM。祥见文献[1]。输出电压的PWM思路与此类同,见文献[2]。仿真分四种情况[3]进行分析:(a)a相输入电流瞬时值和平均值(b)三相输出线电压