一种改进的矩阵变换器双电压合成控制策略

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摘要在低电压输出时, 传统双电压合成控制策略将产生大量窄脉冲, 从而引起换流失败及输出波形畸变。针对这种情况, 在分析传统的矩阵变换器双电压合成控制策略的特点及窄脉冲引起的换流失败机理后, 提出了一种改进的双电压合成控制策略。采用在一个采样周期内, 期望输出线电压由一中间输入线电压和一最小输入线电压合成策略, 在低电压输出时窄脉冲的数量大约减少80%。改进策略减少了因PWM脉宽小于开关换流所需时间而引起的电压误差, 使输出电压和输入电流的谐波减少, 进而改善了矩阵变换器低电压输出时的控制性能。通过仿真和实验验证了所提出的矩阵变换器改进双电压合成控制的正确性和有效性。

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关键词 ：矩阵变换器, 双电压合成策略, 窄脉冲, 电压谐波

Abstract：Commutation failure and output waveform distortion caused by lots of narrow PWM pulses which are generated using the traditional two line voltage synthesis strategy when the expected output voltage is low. Aiming at this condition, an improved line-to-line voltage strategy is presented after analyzing the characteristic of the traditional strategy and the mechanism of commutation failure caused by narrow pulse. With the improved strategy, the expected output line-to-line voltage is synthesized by the middle and minimum input line-to-line voltage in a sampling cycle. The number of narrow pulses can be reduced about 80% when the expected output voltage is low. The voltage error caused by the PWM pulses whose pulse length is shorter than a commutation time can be reduced, which decreases the harmonics of output voltage and input current. The control performance of matrix converter under low expected output voltage condition is improved. Finally, computer simulation and experiment proved the correctness and validity of the improved control strategy.

Key words： Matrix converter two line voltage synthesis strategy narrow pulse voltage harmonics

收稿日期: 2007-09-11 出版日期: 2014-02-13

PACS:

TM301

基金资助:国家自然科学基金(60474043)和河南理工大学博士基金资助项目

作者简介: 马星河男, 1979年生, 博士, 副教授, 研究方向为计算机控制及新型变换器。谭国俊男, 1962年生, 教授, 博士生导师, 研究方向为大功率电力传动及新型变换器。

引用本文:

马星河, 谭国俊, 汪旭东, 袁世鹰, 赵军营. 一种改进的矩阵变换器双电压合成控制策略[J]. 电工技术学报, 2009, 24(4): 126-132. Ma Xinghe, Tan Guojun, Wang Xudong, Yuan Shiying, Zhao Junying. An Improved Two Line Voltage Synthesis Control Strategy of Matrix Converter. Transactions of China Electrotechnical Society, 2009, 24(4): 126-132.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2009/V24/I4/126

[1] Wheeler P, Clare J, Empringham L．Enhancement of matrix converter output waveform quality using minimized commutation times[J]. IEEE Trans. on Industrial Electronics, 2004, 51(1)：240-244.
[2] Alesina A, Venturini M. Solid-state power conver- sion: a fourier analysis approach to generalized transformer synthesis[J]. IEEE Trans. on Circuit and System, 1981, 28(4)：319-330.
[3] 李志勇, 朱建林, 易灵芝, 等.空间矢量调制的矩阵变换器仿真模型研究[J]. 中国电机工程学报, 2003, 23(3)：80-84.
[4] 刘魏宏, 朱建林, 邓文浪, 等.基于交-直-交型矩阵变换器的多驱动系统的控制策略[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(6): 111-115.
[5] 刘芙蓉, Christian K, Frede B.矩阵变换器的建模与仿真[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(9): 62-67.
[6] 黄科元, 贺益康, 卞松江.矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统研究[J]. 中国电机工程学报, 2002, 22(11): 100-105.
[7] 汤宁平, 方旭阳, 邱培基. 电流跟踪控制的矩阵变换器的控制策略与试验研究[J]. 电工技术学报, 1999, 14(4): 48-52.
[8] 马星河, 谭国俊, 方永丽, 等. 矩阵变换器变步长换流策略[J]. 电工技术学报, 2007, 22 (9): 93-98.
[9] Ishiguro A, Furuhashi T, Okuma S.A novel control method for forced commutated cyclo-converters using matrix converter[J]. IEEE Transactions on Industry Electronics, 1991, 38(3): 166-172.
[10] Ishii S, Yamamoto E, Hidenori H, et al. High performance motor drive using matrix converter[C]. Advances in Induction Motor Control, IEE Seminar, London, 2000: 1-6.
[11] 葛红娟, 穆新华, 周波, 等. 用于永磁同步电动机矢量控制的矩阵变换器新型离散控制技术[J]. 电工技术学报, 2005, 20(4): 73-78.
[12] Huber L, Borojevic D. Space vector modulated three-phase to three-phase matrix converter with input power factor correction[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 1995, 31(6): 1234-1246.
[13] Wheeler P W, Clare J C, Empringham L, et al.Matrix converters[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 2004, 10(1): 59-65.
[14] 王毅, 陈希有, 徐殿国. 空间矢量调制矩阵变换器闭环控制的研究[J]. 中国电机工程学报, 2003, 23(6): 164-169.
[15] 郭有贵. 矩阵变换器双电压合成定理及其自动调节能力研究[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(21): 71-75.
[16] 王毅, 陈希有, 徐殿国. 双电压合成矩阵变换器闭环控制的研究[J]. 中国电机工程学报, 2002, 22(1): 74-79.
[17] Hara H, Yamamoto E, Kang J K, et al.Improvement of output voltage control performance for low-speed operation of matrix converter[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2005, 20(6): 1372-1378.
[18] 马星河, 谭国俊, 方永丽, 等. 矩阵变换器电压法三步换流的研究与设计[J]. 电力电子技术, 2007, 41(3): 47-49.
作者简介: 马星河男, 1979年生, 博士, 副教授, 研究方向为计算机控制及新型变换器。谭国俊男, 1962年生, 教授, 博士生导师, 研究方向为大功率电力传动及新型变换器。