發(fā)布時(shí)間：2019-09-20 06:00

【摘要】：雙級矩陣變換器(two-stage matrix converter,TSMC)是一種“綠色環(huán)�！钡墓β首儞Q器,具有性能優(yōu)良,結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn),在軌道交通、電力系統(tǒng)、能源領(lǐng)域有較大的發(fā)展?jié)摿�。但是TSMC因其最大電壓傳輸比僅為0.866,受輸入側(cè)影響較大等缺陷,在工業(yè)化中仍然得不到廣泛應(yīng)用。雖然許多學(xué)者相繼提出改進(jìn)的調(diào)制策略和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來提高TSMC的電壓傳輸比,但這些方法仍存在電壓傳輸比提升不明顯,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜等問題。本文介紹了Trans-準(zhǔn)Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理,分析了其特性。將Trans-準(zhǔn)Z源引入TSMC中,提出了Trans-準(zhǔn)Z源TSMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),利用Trans-準(zhǔn)Z源的高升壓能力、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾性等特性,以更為經(jīng)濟(jì)、有效的方案解決了傳統(tǒng)TSMC拓?fù)潆妷簜鬏敱鹊偷膯栴}。本文分析了Trans-準(zhǔn)Z源TSMC的工作原理,推導(dǎo)了其電壓傳輸比公式,根據(jù)其工作原理提出了帶直通矢量的雙空間矢量調(diào)制策略,在逆變級的開光切換時(shí)刻插入直通矢量,因此逆變級無需死區(qū)時(shí)間;根據(jù)其升壓特性分析了升壓因子和調(diào)制系數(shù)的關(guān)系,優(yōu)化調(diào)制系數(shù),改善了輸出波形;針對過大的啟動(dòng)沖擊電流會(huì)損壞電路器件的問題,根據(jù)Trans-準(zhǔn)Z源網(wǎng)絡(luò)的電容電壓特性提出了軟啟動(dòng)策略,有效抑制了啟動(dòng)沖擊電流。通過MATLAB/Simulink軟件,搭建仿真模型,得到仿真波形,對理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,本文基于Trans-準(zhǔn)Z源TSMC的理論研究搭建了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的硬件電路及軟件系統(tǒng),硬件電路主要包括:輸入電源、輸入濾波器、Trans-準(zhǔn)Z源TSMC主電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路等;軟件系統(tǒng)基于DSP+CPLD控制器實(shí)現(xiàn)調(diào)制算法、軟啟動(dòng)控制策略、故障保護(hù)等功能。分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了Trans-準(zhǔn)Z源TSMC拓?fù)浼捌湔{(diào)制策略的正確性和可行性。
【圖文】：

第 1 章 緒論.1 矩陣變換器研究背景和意義進(jìn)入 21 世紀(jì)后，隨著人們對能源的需求越來越大，能源資源愈加稀缺，了全球氣候變化，環(huán)境污染等嚴(yán)重的環(huán)境問題，，針對能源和環(huán)境問題，世界開始大力發(fā)展新能源[1]。在此背景下，太陽能、風(fēng)能、潮汐能和地?zé)崮艿刃律茉串a(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界各國重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，新能源產(chǎn)業(yè)承擔(dān)著解決危機(jī)、帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新一輪復(fù)蘇的重任[2]。而功率變換器作為新能源系統(tǒng)中重要的一環(huán)，已經(jīng)成為 21 世紀(jì)的科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。在新能源產(chǎn)業(yè)中，新能源發(fā)電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都離不開功率變換器技術(shù)的發(fā)是目前我國廣泛使用的傳統(tǒng)的交直交變換器、交交周波變換器等會(huì)造成嚴(yán)重網(wǎng)污染，而且存在較大的電力損耗，這些缺點(diǎn)都制約了新能源發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)此，為適應(yīng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有低諧波污染、高能源利用率和轉(zhuǎn)換效率的的綠色功率變換器成為了電力電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

湘潭大學(xué)碩士畢業(yè)論文時(shí)代發(fā)展的要求，因此 MC 具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿�。C 拓?fù)渲饕譃閮纱箢�，即傳統(tǒng)矩陣變換器 (Conventional Matrix CC MC)和 雙級矩陣變換器( T wo-StageMatrixConvert er， 簡稱TSM（a）為 CMC 拓?fù)�，圖 1-2（b）為 TSMC 拓?fù)洹MC 的控制策略撲中需要加入復(fù)雜的箝位電路，因此 CMC 難以實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用，而C 經(jīng)過優(yōu)化后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有與 CMC 同樣的優(yōu)良性能，克服，控制策略便于實(shí)現(xiàn)，箝位電路結(jié)構(gòu)簡單，并且 TSMC 拓?fù)渲袦p設(shè)備，降低了成本，在一定的設(shè)定條件下，TSMC 可以通過減少開簡化拓?fù)洹?
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2538594