混合式双级矩阵变换器的改进与优化.pdf

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1、第24卷第3期电力系统及其自动化学报Vo1．24NO．32012年6月ProceedingsoftheCSU-EPSAJun．2012混合式双级矩阵变换器的改进与优化李生民，闫晓飞，钟彦儒(西安理工大学自动化与信息工程学院，西安710048)摘要：为了解决混合式双级矩阵变换器拓扑结构与控制策略复杂且直流母线电压波动较大的问题，提出一种改进的直流母线环节升压电路拓扑和带补偿环节的空间矢量脉宽调制策略。改进后的直流环节用常见的直流升压电路取代了原有较复杂的拓扑结构，从而简化了该变换器的控制策略；补偿环节根据直流母线电

2、压波动实时调整逆变级调制系数，补偿电压波动，以期改善输出波形质量。通过Matlab／Simulink建立系统仿真模型，验证了改进混合式双级矩阵变换器理论的正确性以及补偿算法的有效性。关键词：矩阵变换器；电压传输比；空间矢量；升压电路；前馈补偿中图分类号：TM464文献标志码：A文章编号：1003—8930(2012)03—0145—05ImprovementandOptimizationonHybridTwo。stageMatrixConverterLISheng—min，YANXiao—fei，ZHONGYan

3、-ru(SchoolofAutomationandInformationEngineering，Xi'anUniversityofTechnology，Xi'an710048，China)Abstract：Thispaperdealswiththeproblemsofcomplextopologyandmodulationstrategyofthehybridtwo—stagematrixconverteraswellasthefluctuationofthedc—busvoltageoftheconverter

4、．Animprovementonthetopologyofdc—busandacompensationcontrolschemearepresented．Theimprovedtopologyusesboostcircuittoreplacethecomplextopologyandsimplifiesthemodulationstrategy．Accordingtothefluctuationofthedc-busvoltage，thisschemeadjuststhecoefficientoftheinver

5、terintime．Itcanreducetheinfluenceproducedbythevoltagefluctuationontheoutputandimprovethequantityoftheoutputwaveform．AsystemsimulationmodelisestablishedbyMatlab／SimulinkandtheresultsshowedthatthetheoryofimprovedhybridtWO—stagematrixconverteriScorrectandthecomp

6、ensationcontro1schemeiSeffective．Keywords：matrixconverter；voltagetransferratio；spacevector；boostcircuit；feed—forwardcompensation双级矩阵变换器TSMC(twostagematrix866)仍然是双级矩阵变换器亟待解决的问题之l_6]一converter)是一种新型“全硅”功率变换器，近年来。目前提高电压传输比一般有两种途径：一种受到学者的广泛关注[1]。与传统交一直一交变换器是改进调制算

7、法，如文献E7]将逆变器过调制策略相比，双级矩阵变换器的输入输出特性良好、功率引入双级矩阵变换器，该调制策略的电压传输比最因数可调且无需大的储能元件；同时相对于常规矩大可达o．955，但其控制算法复杂且输出谐波过阵变换器，双级矩阵变换器的换流策略更加安全可大；另一种是改进电路拓扑结构，如文献E83提出靠，箝位电路简单且在特定约束条件下可进一步减的高频母线矩阵变换器，但高频变压器的加入使变少电力电子器件数量。此外双级矩阵变换器在多驱换器的结构、控制策略和设计都变得十分复杂。动系统中还可实现多个逆变级共享同一个整流文

8、献E93提出了混合式双级矩阵变换器。这种级～。拓扑结构是在双级矩阵变换器直流环节串联一个受控制策略的影响，电压传输比低(仅为0．升压(BO0ST)变换器。这虽然增加了带电容的升收稿日期：2010—10—25；修回日期：2010—11—11·146·电力系统及其自动化学报第24卷压电路，但电容很小，不会影响整个变换器的体积。当的升压电路占空比调节。这个过程中需要控制的该拓扑