矩阵式变换器的双电压控制策略及其仿真

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1、万方数据第25卷第2期2008年4月控制理论与应用ControlTheory&ApplicationsVbl．25No．2Apt2008文章编号：1000-8152(2008)02-0344-04矩阵式变换器的双电压控制策略及其仿真陶以彬，杨苹，钟国基，郭顺智(华南理工大学电力学院，广东广州510640)摘要：讨论了基于双电压瞬时值控制的矩阵变换器的开关状态及控制函数，并在源开关的理论基础上推导出开关状态控制函数表，最后通过仿真分析，给出了电压、电流的波形，验证了理论分析的正确性，为矩阵式变换器的软硬件

2、设计和实现提供了理论基础．关键词：矩阵式变换器；双电压控制；开关状态表中图分类号：TM464文献标识码：ADoubleline--to--linevoltagecontrolstrategyandsimulationformatrixconvertersTAOYi—bin，YANGPing，ZHONGGuo-ji，GUOShun—zhi(Electricpowercollege，SouthChinaUniversityofTechnology,OuangzhouGuangdong510640，China

3、)Abstract：Theswitchstateandcontrolfunctionofmatrixconvertersbasedondoubleline·-to·-linevoltagecontrolmethodarestudiedinthispaper．Thecontroltableofswitchstateisthenproposedbasedon“originalkey”．Finally,thesimulationresultsofvoltageandcurrentwaveformaregive

4、ntovalidatethetheoreticalanalysis，itthusprovidesatheoreticalbasisforthedesignandrealizationofmatrixconverter．Keywords：matrixconverter；doubleline—-to·-linevoltagecontrol；tableofswitchstatel引言(Introduction)矩阵式变换器，是一种具有优良的输入输出特性的交交直接变换器．具有传统交．直一交变换器无法比拟的优良特

5、性m】：输出电压低次谐波含量少：输出频率不受输入频率影响；具有四象限运行能力；输入功率因数高等．近年来，由于其简单的拓扑结构(如图1)及其优良特性，而成为变换器研究的热点之一．图1矩阵式变换器主电路拓扑结构Fig．1Topologyofmatrixconverter目前，对矩阵式变换器的研究主要集中于控制策略，其控制策略主要有直接变换和间接变换两大类．而双电压瞬时值控制策略[3】属于直接控制，它在改善变换器开关频率的限制，提高输出输入电压比等方面有独到之处；当输入电源不对称或含有高次谐波时，控制函数可以

6、自动修正而不需额外的计算量，因而非常有利于实时控制．因此，本文根据本实验室研制无刷双馈风力发电系统的要求。对双电压瞬时值控制策略进行研究，，得出开关状态表．最后通过仿真，验证了理论分析的正确性．2双电压控制原理(Principleofdoubleline-to—linevoltagecontr01)2．1控制原理(Controlprinciple)双电压合成是指当输入电压和输出电压处于某时问段内时，在每个开关周期内，利用两个输入线电压与一个零电压向量的线性组合来合成两个满足三相对称的输出线电压，其一般方

7、程如下：{：：三竺：：：：：：：：：窆：兰：c-，收稿日期：2007-09-05；收修改稿丌期：2007--12一05．基金项目：国家自然科学基会重点资助项日(60534040)；广东省科技计划资助项日(2005A10505005，20078010400080)万方数据第2期陶以彬等：矩阵式变换器的双电压控制策略及其仿真345式中："lZ。1，珏。2表示两个输出线电压的局部平均值；钆m钍；2表示用来合成输出线电压的两个输入线电压；uto表示在一个开关周期内的电压零向量，如乱。。，‰b，u。。．bo，b1

8、，b2，Co，cl，C2表示对应的开关占空比【3】3．其中：Ibo+b1+b2=1，l0≤bo，bl，b2≤1，ICo+el+C2=1，l0≤Co，Cl，ea≤1，(2)6-=学蛳，fc·=竿蚍，6。=Tuiz+ui2‰·，{c2=丁Ui3"。-Ui2‰z，bo=l—b1一b2，ICo=1一C1一C2．式中：△=吆2】+乱伲2十u2渤让i3是指在利用式子(1)合成输出线电压时除式子中出现的两个输入线电压之外的第3个输入线电压(如“幽‰。，u