基于矩阵变换器的异步电动机变频调速系统的研究
矩阵变换器作为新型的交-交电力变换器，是当前电力变换领域的研究热点，相比于传统的交-直-交以及相控式交-交变换器，矩阵变换器有着优异的输入输出性能，具有输入输出正弦波形，输入功率因数可调，能量双向传递，适合交流传动系统四象限等优点，是-种节能、环保电力变换新技术，有着巨大的研究价值和广泛的应用前景。
本文首先讨论了普通三相-三相矩阵变换器的拓扑结构和基本工作原理，分析了矩阵变换器双向开关的构成方式，提出了一种实用的三相-三相矩阵变换器电路结构。从三相-三相矩阵变换器等效交-直-交电路出发，指出了三相-三相矩阵变换器和等效交-直-交电路的开关对应关系，推导出了三相-三相矩阵变换器间接空间矢量调制策略的原理，具体采用对称脉冲实现对矩阵变换器的调制。研究了两种双向开关的换流方法:基于输出电流方向检测的四步换流和基于输入相电压大小检测的四步换流，并分析比较了两种换流方法实现的优缺点。
建立了三相-三相矩阵变换器样机系统，采用间接空间矢量调制算法和基于输入电压大小检测的四步换流对矩阵变换器样机系统进行控制，采用DSP和CPLD作为样机的控制系统，实现了矩阵变换器样机系统的数字控制。设计了三相-三相矩阵变换器硬件系统，包括主电路双向开关、IGBT的驱动保护电路、箝位保护电路、输入滤波器、辅助开关电源、采样电路和控制电路，并对相应模块进行了测试。
从模块化的角度出发对三相-三相矩阵变换器分模块调试，三相-三相矩阵变换器实际上由三个带中线型的三相-单相矩阵变换器构成。采用平均电压调制策略和对称脉冲的方式实现对三相-单相矩阵变换器的调制，提出了一种仅用DSP就能实现三相-单相矩阵变换器的控制方法，完成了相应的软件设计和占空比分析。
通过对矩阵变换器的理论分析、硬件设计和软件编程，得出了一些有意义的经验和结论，为矩阵变换器的工业应用提供了一定的技术基础和参考价值。
三相-三相矩阵变换器;双向开关;空间矢量调制;异步电动机;变频调速系统
青岛大学
硕士
电力系统及其自动化
吴新振
2013
中文
TM343.2
75
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）