三相级联型高频链矩阵整流器研究

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1、学校代码10530学号201510171854分类号TM46密级公开硕士学位论文三相级联型高频链矩阵整流器研究学位申请人杨永菁指导教师邓文浪教授学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向电力电子与电力传动二〇一八年六月六日湘潭大学硕士毕业论文ResearchonThreePhasecascadeHigh-frequencyLinkMatrixRectifierCandidateYangYongJingSupervisorDengWenLangCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpeci

2、alizationPowerElectronicsandPowerTransmissionDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityrdDateJune,6,2018湘潭大学硕士毕业论文湘潭大学硕士毕业论文摘要高频链矩阵整流器（high-frequencylinkmatrixrectifier，HFLMR）是在传统矩阵变换器的基础上发展而来的新型变换器，它省略了传统隔离型AC-DC变换器中间的直流储能环节，使得系统体积小、重量轻、成本低、噪音小、可靠性高，同时也继承了矩阵变换器正弦输入、功率因数可调等优点。其在诸如新能源

3、发电、高压输电等领域具有良好的应用前景，但随着我国电力工业的发展，受传统功率器件自身技术水平的限制HFLMR难以满足高压大功率场合下的应用要求。为此，开发高压大功率应用场合下的多重化HFLMR拓扑结构对于我国电力事业的发展具有重要意义。为了提高HFLMR的功率电压等级，本文采用多重化功率变换器的思想，提出了一种三相级联型高频链矩阵整流器（line-voltage-cascadehigh-frequencylinkmatrixrectifier，LVC-HFLMR）拓扑，该拓扑在继承HFLMR无直流储能环节、结构紧凑、体积小、输入特性好等优点的同时，通过线电压级联的方式，有效地提高了系

4、统的功率电压等级，且能直接接入三相系统，节约了开关器件的数量，降低了成本。随后，对拓扑的运行特性进行了分析推导，同时，针对更高电压等级的需要，对拓扑的可拓展性进行了分析，理论上拓扑可以无限级联下去，级联数越高，电压等级也越高。详细阐述了LVC-HFLMR基于12扇区划分的双极性电流空间矢量调制策略，提出了不增加模块数提高系统电压等级的改进调制策略。设计了系统的双闭环控制系统。在双极性电流空间矢量调制的基础上，介绍了RMC的多种调制策略，针对LVC-HFLMR各模块采取同步换流动作时存在的问题，提出了改进的LVC-HFLMR一步换流方法，通过直通一组开路模块的桥臂解决了工作矢量切换时某

5、一个模块负载开路的问题，通过采用单向开关顺序导通的方法解决了工作状态切换至零矢量时的瞬时相间短路问题。最后，在MATLAB中搭建了LVC-HFLMR仿真模型，通过仿真验证了所提拓扑及其换流策略的正确性。关键词：线电压级联；高频链矩阵整流器；双极性空间矢量调制；一步换流策略I湘潭大学硕士毕业论文AbstractHigh-frequencylinkmatrixrectifier(HFLMR)isanewtypeofconverterdevelopedonthebasisofthetraditionalmatrixconverter.ItsavestheDCenergystoragelin

6、kinthetraditionalisolatedAC-DCconverter,whichmakesthesystemsmall,light,lowcost,lownoiseandhighreliability.Italsosucceedingthesineinputofmatrixconverterandthepowercause.Theadvantagesofnumberadjustableandsoon.Ithasgoodapplicationprospectsinsuchfieldsasnewenergygenerationandhighvoltagetransmission

7、,butwiththedevelopmentofChina'spowerindustry,itisdifficulttomeettheapplicationrequirementsofhighvoltageandhigh-powersituationsbythelimitationofthetechnicalleveloftraditionalpowerdevicesbyHFLMR.Therefore,thedevelopmentofmultipleHFL