矩陣式三相交流-直流變換器的研究.pdf

1、矩陣式變換器是一類性能優(yōu)良的功率變換器，允許頻率單級變換，無需大容量的儲能元件，輸入功率因數(shù)接近1并可自由調(diào)節(jié)，能量可雙向流動。矩陣式變換器本身也是一種柔性的、通用的電力變換器，它可以演化出多種電力變換器拓撲結(jié)構(gòu)，本文研究一種由矩陣式交/交變換器演化來的交流.直流變換器，它除具有矩陣式變換器的一般特征外，還具有不同于現(xiàn)有交流-直流變換器的其它特征。論文采用計算機仿真與實驗結(jié)合的方法，深入研究了一種矩陣式交流.直流電力變換器。 本

2、文首先較全面地研究了矩陣式交流—直流變換器的拓撲結(jié)構(gòu)，提出矩陣式交流—直流變換器主要存在兩類不同變換結(jié)構(gòu)，一類是將直流負載與電源之間隔離的結(jié)構(gòu)，另一類是非隔離的結(jié)構(gòu)，論文重點研究了非隔離(直接型)矩陣式交流-直流變換器的拓撲結(jié)構(gòu)。非隔離矩陣式交流-直流變換器的拓撲結(jié)構(gòu)可以分為四種，本文研究了其中一種具有四象限運行能力的變換器。 論文研究了這種變換器的兩種控制策略：開關(guān)函數(shù)法和電流空間矢量法，分別研究并推導(dǎo)了在電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變和不

3、平衡狀態(tài)下的開關(guān)函數(shù)法和電流空間矢量法及其對變換器性能的影響；同時，基于矩陣式交流-直流變換器開關(guān)函數(shù)等價的原則，建立了這兩種算法之間的統(tǒng)一聯(lián)系；通過對矩陣式交流-直流變換器中共模電壓產(chǎn)生原因及其大小的分析研究，提出了一種有效抑制共模電壓的方法。 論文建立了矩陣式三相交流—直流變換器的靜態(tài)模型，系統(tǒng)地研究了這種變換器的功率特性及其四象限運行性能；在系統(tǒng)靜態(tài)模型的基礎(chǔ)上，通過微偏線性化的方法建立了變換器的交流小信號模型，對該變換器

4、的穩(wěn)定性及其動態(tài)性能進行了較系統(tǒng)地研究。 論文研究了矩陣式交流-直流變換器的安全換流問題，分析了目前矩陣式變換器設(shè)計中常用的多步換流方法及其對變換器性能造成的不良影響；針對矩陣式交流-直流變換器的運行特點，分析指出一步換流策略適用于矩陣式交流一直流變換器的設(shè)計，同時設(shè)計并實現(xiàn)了一步換流的邏輯控制電路。 為進一步研究該變換器性能，同時也為變換器的實驗研究奠定基礎(chǔ)，建立了矩陣式交流-直流變換器的仿真模型，對變換器的控制性能及