精简矩阵变换器新型两步换流策略研究

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1、第49卷第4期电力电子技术Vo1．49，No．42015年4月PowerElectronicsApril2015精简矩阵变换器新型两步换流策略研究邵国安，邓文浪，郭有贵，李利娟(湘潭大学，信息工程学院，湖南湘潭411105)摘要：分析了精简矩阵变换器(RMC)的双极性电流空间矢量脉宽调制策略，为了防止因两相输入电压大小接近时引起的输入电源短路，提出了在换流过程中加入换流死区的方法，提高了RMC换流过程的安全性。同时利用功率开关器件的特性，提出了一种RMC的新型两步换流方法，使换流步骤得到了简化，缩短了换流时间，并且该

2、换流法无需检测输出电流方向，使成本得到了降低。搭建了一台以DSP和CPLD为控制器的RMC实验样机，实验结果验证了换流策略的有效性。关键词：矩阵变换器；空间矢量脉宽调制；两步换流中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)04—0026—04ResearchonTwo-stepCommutationStrategyofReducedMatrixConverterSHAOGuo-an，DENGWen—lang，GUOYou—gui，LILi-juan(XiangtanUnivers，X／a

3、ngtan411105，China)Abstract：Thebipolarcurrentspacevectorpulsewidthmodulationstrategyofthereducedmatrixconverter(RMC)isanalyzed，inordertopreventshortcircuitofinputpowerfromthetwo-phaseinputvoltagemagnitudeclose，addingthedeadareainthecommutationprocessisproposed．t

4、hesecurityofRMCcommutationprocessisimproved．Atthesametimeaccordingtothecharacteristicsofthepowerswitchingdeveces，thetwo—stepcommutationmethodofRMCispro-posed．Commutationstepsissimplified，thecommutationtimeisshorten，andthecommutationmethoddoesnotneedtodetectoutp

5、utcurrentdirection．SOthatthecosthasbeenreduced．AnexperimentalprototypeofRMCisestablishedbasedonthecontronerofDSPandCPLD，theexperimentalresultsverifytheefectivenessofthecommutationstrategy．Keywords：matrixconverter；spacevectorpulsewidthmodulation；two—stepcommutat

6、ionFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51277156，51307148)1引言略有：载波调制策略【钔。但三相输入电流THD值较高。将RMC虚拟为整流级和逆变级两部分，分RMC【】是从双级矩阵变换器拓扑中衍生出的别采用不同的调制策略【，该调制策略比较复杂；一种新型功率变换器。它除了具备脉宽调SU(PWM)基于输入侧的双线电压调制策略存在因半导体开整流器的电网正弦电流、输入单位功率因数等特关次数多而导致电路损

7、耗大的缺点：双极性电流点外，其输出端无需储能电解电容，具有体积小，空间矢量调制策略，能实现输入单位功率因数，输可靠性及功率密度高，寿命长等优点，能实现真正入电流正弦．具有开关损耗少及输出电压／电流纹的四象限运行。由RMC、高频隔离变压器、不控整波低的特点，但未通过物理实验进行验证。流桥构成的高频链RMC不仅实现了输入与输出高频链RMC能否安全的换流[6]是其能否实用之间的电气隔离。而且使系统的重量与体积得到化的关键技术之一。常采用的换流策略有：基于检了降低，输出电压的范围也得到了增大，从而拓宽测输出电流方向的电流型两

8、步换流策略【、基于了其应用领域。高频链RMC在海上风电高压直流检测输入电压区间的电压型两步换流策略【、基输电、开关电源等领域具有较大的应用潜力【z】。于检测电流／电压的混合型换流策略等【1。相对于高频链RMC在半导体开关损耗分析、调制策四步换流策略．两步换流策略减少了换流时间和略等方面取得了一定研究进展。所提出的调制策换流步骤。得到比较广泛的应