单相三相矩阵变换高频链逆变器研究

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1、燕山大学硕士学位论文单相/三相矩阵变换高频链逆变器研究姓名：王磊申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：邬伟扬20050301摘要摘要矩阵变换器是一种先进拓扑结构的“全硅”功率变换器。它允许频率单级变换，不需要中间储能环节。具有优良的输入电流波形和输出电压波形，输入功率因数可自由调节。能够四象限运行。矩阵变换器己成为电力电子技术研究的热点之一，并有着广泛的应用前景。本文成功的将矩阵变换器引入到单相／三相高频链逆变器后级当中，完成了变频的功能。并针对这一拓扑结构提出了一种新的调制方法，即基于方波

2、的解结耦调制方法。相对矩阵变换器的其他调制方法，解结耦调制具有控制方法简单、计算量小的优点，而且提供了开关矩阵的软开关工作条件。文中分析了解结祸调制下的工作过程，并对主电路和控制单元进行了参数的设计。应用数字模拟仿真软件Pspicel4．0进行了计算机仿真研究，并在此基础上，制作了小容量实验装置，实现了三相电压输出。给出了实验结果，验证了逆变器拓扑及控制策略的可行性。实验结果表明：采用基于方波的解结耦调制方法的单相／三相矩阵变换高频链逆变器具有控制简单，开关损耗小，体积小、重量轻，可靠性高的优点，而且能够

3、实现功率器件的软开关。本文立论研究的目的是对矩阵变换器基本原理、控制策略、开关换流、应用范围等基础性问题进行探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真和实验验证得出了一些有意义的经验和结论，为课题进～步的深入研究奠定了基础。关键词逆变器；高频链；矩阵变换器；解结耦调制；软开关本课题受国家自然科学基金重点项目资助(项目编号：50237020)整出查兰三堂堡主茎焦丝苎AbstractMatrixconverter(MClisan“all-silicon”powerconverterwithadvancedcir

4、cuittopology．Itpermitsfrequencyconversioninasingle。stageprocessingwithouttheneedofreactiveenergystoragecomponents．Ithasexcellentinputcurrentandoutputvokagewaveforms，andallowstheinputfundamentaldisplacementtobefreelyvaried．AlsoMCCallruninfour—quadrant，Beca

5、useofsuchadvantages，MCwillbeprosperousinthefuture．Inthisdissertation，MCisappliedintosingletothree-phasehighfrequencylinkinvertersystem,whichrunforfrequencyconversion．Thedissertationfindsanewmodulationmethodthatisnamedforseparationandlinkmodulation．Withreg

6、ardtoothermodulationmethods，thismethodhasafewadvantages，suchassimplecontrollingmethodandlittlecalculation．Forthemore，MCisworkedinsoftswitchingsituationaccordingtothismethod．Thesimulationresultsbasedonsoflware--Pspicel4．0andexperimentalresultsfromtheprotot

7、ypehavebeengiventoverifythefeasibilityoftheinvertertopologyandcontrolstrategy．Theexperimentalresultsindicatethatthewholesystemhasachievedthepredictedperformance．Ithassimplecontrollingmethod，lowwastageofswitching，smallvolumeandhighreliability．Thisthesisdis

8、cussesprincipalissuesofthematrixconvertersuchasprimeprinciple，controlstrategy，currentcommutation，itsapplicationsetc．Bythetheoreticalanalysis，computersimulationandexperimentalinvestigation，somevaluableexperiencesands