基于MATLAB的单相矩阵变换器仿真分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第2期电力科学与技术学报V01．22No．22007年6月JOURNALOFEIECTRICPowERScnCEANDTECI-INOLOGYJun．2007基于MATLAB的单相矩阵变换器仿真分析王建华，张庆(华东交通大学电气与电子工程学院，南昌330013)摘要：分析单相矩阵变换器的工作原理和拓扑结构，建立Simulink仿真分析模型．仿真分析结果表明单相矩阵交一交变换器具有输出频率和电压连续可调、输入输出电流较接近正弦波、但输出电压波形存在畸变等特点．单相矩阵变换器具有广阔的应用前景．关键词：单相

2、矩阵变换器；MATLAB仿真；交一交变换器中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1673-9140(2007)02-0068-04Simulationandanalysisforsingle-phasematrixconvertorbasedonMatlabWANGJian—hua，ZHANGQing(EastChinaJiaotongUniversity，Nanehang330013，China)Abstract：Theprincipleandtopologyofsingle—phaseMatrixConverter(MC)isanalyzed，an

3、dsimulationmodelwithMaflab／Simulinkisbuiltinthispaper．Simulationresultsshowthatthissingle—phaseAC—ACMChasSOmecharacteristics，suchasoutputfrequencyandvoltagecontinuousadjustable，inputandout—putcurrentapproachingsinewave，butoutputvoltagewavebeingaberranceetc．Thesingle—phaseAC—ACMChas

4、wideapplicationfuture．Keywords：single—phasematrixconverter；maflabsimulate；AC—ACconvertor矩阵式变换器是一种崭新形式的、具有通用性的名称有很多，如矩阵变换器(MC：MarxConvert-的电力电子变换器，可以实现对交直流电诸要素er)、强迫换流周波变换器(FCC：ForceCommutation(相位、幅值、频率)进行交换，即通过矩阵变换器可CycleConverter)、直接频率变换器(DFC：DirectFre—以实现由n相、频率、电压、初相位的交流电quencyCo

5、nverter)等．矩阵变换器学术思想最初由到P相、频率、电压、初相位0交流电的变换，所L．Gyugyi和B．P．Pelly在1976年提出的⋯．矩阵变以矩阵变换器又被称为“万能”变换器．矩阵变换器换器相对于以前的电力变换电路具有以下的优点：收稿日期：2006．10-20基金项目：华东交通大学科研基金资助项目(01303086)．作者简介：王建华(1980一)，女，助教，硕士，主要从事电力电子与电力传动研究维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第2期王建华，等：基于MATLAB的单相矩阵变换器仿真分析69①无中间直流环节，结构紧凑，体积小，

6、效率高，便于式中为开关周期；to．为一个开关周期内开关导实现模块化；②无需较大的滤波电容，动态响应快；通时间；Or为占空比．在不同的开关周期中采用不同③能够实现能量双向流动，便于电动机实现四象限的or，可得到与频率和波形都不同的．所以对运行；④控制自由度大，输出电压幅值和频率范围连于单相矩阵变换器有以下的原理分析．续可调；⑤输入功率因数可控，带任何负载时都能使设输入电压为功率因数为1．0；⑥输出电压和输入电流的低次谐(f)=4~-V,sin(oJ~t)．(1)波含量较小l2J．目前研究的矩阵变换器多集中在三期望输出电压基波为相，但是由于目前偏远地区、小型工业

7、部门和家庭等Vo(t)：4~-Vosin(oj。t—goo)．(2)小容量电力用户，基本采用单相供电；甚至在轨道交由矩阵式变换原理，得通的电力牵引中也采用单相供电．所以本文对单相Vo(t)=or(t)·(t)．(3)矩阵变换器进行建模和仿真分析．其中，变换矩阵为1单相矩阵变换器工作原理(f)：L1．(4)or2lor22J单相一单相矩阵式变换电源的电路结构如图1or(t)中的每一个元素代表主回路中相应的四象限所示．图中s～s篮为图2所示的双向开关，双向开开关的占空比函数，即关要求既能阻断任意方向的电压，又能导通任意方4~-Vsin(W。t一。)=(or1一o

8、r2)·4~-Visin(Wt)．向的电流，由于目前