矩阵变换器的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文矩阵变换器的研究姓名：夏菲申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：金新民20060201矩阵变换墨的研究核心，实现了空间矢量P删控制策略，采用Xilinx公司的ClPIDxC95144完成了组合双向开关的安全换流。文章对以上部分的组成电路的原理以及后者数字逻辑的vHDL实现进行了详细介绍。本文最后给出了数字逻辑的仿真波形和实验的相关波形，并对实验结果进行了分析，验证了本文策略的正确性和可行性。本文研究的目的是对矩阵变换器基本原理、控制策略、开关换流等基本性问题进行探索性研究工作，为矩阵变换器的进一步的深入研究奠定了基础。关键词：矩阵变换器，空间矢

2、量调制，四步换流，双向开关，CPLD，DSP北寨交通大学硬士学位论文矩阵变换罂的研究lnrnodlllarization．ReliablecurrentcomImlnicationbetweenswitchesin珈latrixconVerlerismorcimpon粕t．11Ilest玎岍：tureofbi珂irectionalswitchesforⅡlatrixconverterareanalyzed．Reliabilityandaccuarcyoffour-stepcommutationstrategyisp量Dved．F0ur．stcpcoln】咖ta虹onstrategy

3、areaccomplishedbyCPU)．ThispaperdeVeIopsanexperimentsystemtoVeri旬thea190rithmeffbctiveness．rnlis∞ntrolsystemisbasedonTMS320F240，bywhichalgorimm缸eimplemented．andthereliablecuHentcom础tationisachievedbv)(ilinx’s凹LDxC95144．neprincipleofeachpanandthedig“allo昏cⅥDLimplementationaredetailed．Finally'the

4、dig“alsi删ationwaveformandtlleexperimentwavefbmaregiven，andthee彘ctiVenessoftheproposedalgoritllInhaSbeenVerifiedbycXperimentresults．rnljsmesisdiscussesp血dpalissueSoft11ema打ixconvencr滩ch勰primep血ciplc，controlstrategy’currentcommutationetc．someValuaMeexp鲥enccs柏dc彻dusionsarc画Ven，whichfoundlhebasiso

5、f也eprojec

6、formefurtherstudies．KEYWoRDS：ma仃i】【convener，spaceVectormodulation，four-stepcom舢nication，bi-direcd蚰alswitches，CPLD，DSP北京空运大学顿士学位论文矩阵变换器的研究第一章绪论1．1矩阵变换器产生背景【·朋】在广义上，矩阵变换器是输入频率为fi的耐侣交流电而输出频率为fo的N相交流电的电源变换器(M、N为自然数，fi、fo为实数)。其学术思想最初由L．Gyugyi和B．P．Pelly在1976年提出。在提出后，由于当时电力电子技术和计算机控制技术水平还远不

7、能满足变换器要求，因此还只是一种学术思想而没引起足够的重视。近年来，随着电力电子器件及微电子器件的迅猛发展，以及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，交流调速已经成为当代电气传动中实现自动化和节能的主要技术手段，变频调速装鼹得到了同益广泛的应用，随着社会的发展各类变频装置的数量还将剧增。目前广泛使用的交流变频器一般采用“交～直一交”形式，其主要优点是实现无级调速系统效率高。但这种传统的变频器存在需要较大的中间支撑电容、实现能量反馈需采用额外措施等闯题，尤其是输入电流中高次谐波含量高，电源电流发生畸变，交流输入侧功率因数较低、污染电网而影响其它电网负载的正常工作。另外一种变频器装置是

8、采用“交一交”形式，有两个主要缺陷：l、输出频率低，当输出频率升高时，谐波分量增加，另外负载功率因数对输出特性也有一定影响。2、出于采用相控方式，输入功率因数较低，谐波丰富，对电力品质产生很大影响。交一交变频器主要应用在低转速、大功率的调速装置中。综上所述，目前应用的交一直一交变频器和交一交变频器都存在无功功率和谐波污染，导致了电压波形的畸变，对电力设备造成严重危害。近年来，各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染R趋严重，由谐波引起的各种故障和事故不断发生。