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1、第14卷第4期哈尔滨理工大学学报Vol114No142009年8月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYAug.2009矩阵变换器SPWM调制策略研究金喜波(黑龙江省信息中心,黑龙江哈尔滨150030)摘要:矩阵变换器的工作原理、等效交—直—交变换、SPWM(SinePulseWidthModulation)控制策略进行了理论分析及仿真研究.SPWM控制策略的最大特点是控制方案简单、控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算,变换器输出线电压满足正弦规律,且输出频率可调.并对其进行了计算机仿真,从理论上验证了该控制策略的
2、可行性.关键词:矩阵变换器;共模电压;SPWM调制策略中图分类号:TM46文献标志码:A文章编号:1007-2683(2009)04-0036-05ResearchontheSPWMModulationStrategyinMatrixConverterJINXi2bo(InformationConterofHeilongjiangProvince,Harbin150030,China)Abstract:Anintroductionisgiven,whichincludesthebackground,purposeandmeaningofresearchwork,theco
3、nfigurationofMCandmatrixconverter’scontrolmethods.TheprinciplesandtheequivalentAC2DC2ACto2pologyofMC,andtheSPWMstrategyisanalyzedandmodulated.ThecharacteristicofSPWMisthatthecontrolissimple,thecontrolswitchfunctionneedn’tcompletedmathreasoningandcalculation,theoutputlinevoltagesofconverte
4、rmeetsinusoidalrule,andtheoutputfrequencycanbemodulated.Simulationsandexperimentsareusedtoidentifyitsfeasibility.Keywords:matrixconverter;commonmodevoltage;SPWMmodulationstrategy0引言1矩阵变换器的拓扑结构和工作原理矩阵变换器是一种直接变换型交流-交流电力从理论上讲,矩阵变换器的输入可以是n相、频变换装置,具有一些优于传统变频器的特性:能量双率为fi的交流电,输出为p相、频率为fo的交流电,向流通
5、、正弦输入与输出电流、可控的输入功率因考虑到三相(n=m=3)的变换最具普遍意义,因此数、输出电压幅值和频率均可独立调节、没有中间直在目前的研究当中,往往以三相交-交矩阵变换器[1-3]流环节,体积小、重量轻、可靠性高等.由于这些为主要研究对象.矩阵变换器(MatrixConverter,简[1,4]优点,使它具有广阔的应用前景,非常适合于应用到称MC)这一名称来源于它的矩阵状拓扑结构,交流电机调速领域中.因而在交流调速系统中,使用如图1所示.矩阵变换器驱动电动机,一方面能够实现较好的传它是一组可控的功率半导体开关阵列,主要由动性能,另一方面也可以满足日益严格的电网电能9
6、个双向开关(Bi2directionalSwitches)排成3行3列质量的要求.矩阵.由于双向开关尚未实现,目前每个开关一般由收稿日期:2009-04-06作者简介:金喜波(1960—),男,高级工程师,北京科技大学硕士研究生.©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期金喜波:矩阵变换器SPWM调制策略研究372个能够阻断双向电压、能够流过双向电流的自关分量(差模电压)和零序分量(共模电压).其中,差断全控器件IGBT或M
7、OSFET和2个二极管共集电模电压产生有效的输出电压和输出电流,共模电压极串联构成,共18个开关.输入端接三相工频电源,(CommonModeVoltage,CMV)是负载中性点对参考输出端接频率和电压可控的三相负载,例如三相异电位点的电压,由一系列高频谐波组成.步电动机.高频共模电压作用在电机上,会产生高频寄生电容耦合作用,即在电机转轴上耦合出轴电压,当轴电压大于绝缘阈值时,电容放电,导致轴承座圈上产生凹槽,增大轴承机械磨损,降低机械寿命.共模电压还能产生共模漏电流,通过定子和机壳间静电耦合流入大地,又通过接地导体返回电网,
