基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究.pdf

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1、第44卷第1O期电力电子技术Vo1．44．No．102010年10月PowerElectronicsOctober2010基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究陈武，王付胜，张兴，童诚(合肥工业大学，电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：针对三相一单相矩阵变换器系统，提出了一种新型调制策略，即将虚拟整流级的空间矢量调制(SpaceVectorPulseWidthModulation，简称SVPWM)和虚拟逆变级的正弦脉宽调制(SinePulseWidthModulation，简称SPWM)相结合进行控制，通过简单的调制合成即

2、可实现输出电压正弦。研制了基于四步半软换流策略的1kw三相一单相矩阵变换器实验样机，实验结果验证了所提控制策略的可行性和正确性。关键词：矩阵变换器；三相．单相；空间矢量调制；四步半软换流中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：IO00=IOOX(2010)10—0029—03ANewModulationStrategyBasedonThree··phasetoSingle--phaseMatrixConverterCHENWu，WANGFu—sheng，ZHANGXing，TONGCheng(HiUniversityofTechnolo

3、gy，Hi230009，China)Abstract：Anewmodulationstrategyisproposedforthree—phasetosingle—phasematrixconverter，whichcombinesthevirtualrectifier—levelspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)andvirtual—levelsinepulsewidthmodulation(SP—WM)invertertorealizesinusoidaloutputwithinputvolta

4、gesdetectionandsimplecalculation．A1kWthree—phasetosingle—phaseprototypeisbuiltbasedonfour—stepcommutation．Theexperimentsresultsshowthevalidityandreliabili—tyoftheproposedcontrolstrategy．Keywords：matrixconverter；three-phasetosinglephase；spacevectormodulation；four—stepcommut

5、ation1引言对于有中线型三相．单相矩阵变换器。电压传输比最大只能达到0．5。对于无中线型，输出实际上是随着工业应用的发展，三相．单相矩阵变换器两个单相间的线电压．因此电压传输比可超过三得到越来越多的关注，如可将其作为户用小型同相一三相矩阵变换器的0．866，且控制方法更加丰步发电机的控制器『】]，为用电设备提供单相交流富。这里针对图1b所示无中线型三相．单相矩阵电；也可将其应用在开关电源中[21，将三相工频交变换器提出一种新型调制策略。流电变换为单相高频交流电：还可以将其应用于电气铁道辅机系统[3]。三相．单相矩阵变换器只有调制策略与传

6、统的三相．三相有所不同。目前所采用的开关函数法调制策略存在实时计算量大、软件较复杂等缺点。而在三相一三相矩阵变换器中普遍采用的空间矢量调制(SVPWM)策略在三相．单(a)有中线型(b)无中线型相矩阵变换器中由于输出只有一相而并不适用。针对以上问题．提出了一种针对三相．单相矩图1三相一单相矩阵变换器阵变换器的空间矢量法调制策略．成功地将应用3新型调制策略较为成熟的SVPWM策略应用于三相．单相矩阵变换器，并采用四步半软换流策略研制了一台实验与三相．三相矩阵变换器中的间接SVPWM策样机，验证了该调制策略的有效性和可靠性。略类似．可将三相一单

7、相矩阵变换器虚拟为整流级和逆变级两个部分，如图2所示。2拓扑结构图1示出三相。单相矩阵变换器的两种拓扑。定稿日期：2010—05—31作者简介：陈武(1985一)，男，安徽广德人，硕士研究生，研究方向为电机控制系统。图2虚拟为整流与逆变的拓扑结构29第44卷第l0期电力电子技术Vo1．44．No．102010年10月PowerElectronicsOctober20l0在整流级采用SVPWM策略，在逆变级由于矩阵变换器采用虚拟的整流和逆变控制．因此需输出只有一相，不能采用SVPWM策略，因此采用要对SPWM控制策略进行改造来实现矩阵变换器改

8、进的正弦脉宽调制(SPWM)控制策略。最后将的调制。最后得到矩阵变换器的开关函数矩阵。整流和逆变级开关函数合成得到三相一单相矩阵改造原理如下：与输入SVPWM策略类似，假变换器的