本文關(guān)鍵詞：基于串聯(lián)型Z-源和五橋臂逆變級(jí)的雙級(jí)矩陣變換器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、系統(tǒng)可靠性高和直流母線電流諧波含量少等優(yōu)點(diǎn),在電動(dòng)汽車、城市軌道交通和航空航天等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)和電力電子器件的發(fā)展,雙交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正朝著小型化、經(jīng)濟(jì)化和節(jié)能化的方向發(fā)展,因此對(duì)雙輸出功率變換器在空間體積、制造成本和可靠性等方面提出了更高的要求。雙級(jí)矩陣變換器(two-stage matrix converter,TSMC)作為一種新型的“綠色”功率變換器,由于具有功率密度高、輸入輸出正弦和功率因數(shù)可控等諸多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。五橋臂逆變級(jí)TSMC(five-leg inverter stage TSMC,FLI-TSMC)是在TSMC基礎(chǔ)上衍生的一種新型雙輸出功率變換器拓?fù)�。與傳統(tǒng)五橋臂變換器相比,FLI-TSMC拓?fù)湎俗儞Q器的中間儲(chǔ)能元件,使電路的結(jié)構(gòu)更加緊湊、系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高。但是該拓?fù)渚哂锌傋畲箅妷簜鬏敱葹?.866、輸出特性受輸入電壓影響大等缺陷而限制了其應(yīng)用范圍。本文將近年來提出的串聯(lián)型Z-源網(wǎng)絡(luò)引入到FLI-TSMC拓?fù)渲?利用串聯(lián)Z-源網(wǎng)絡(luò)特有的性質(zhì),解決了FLI-TSMC拓?fù)涞囊恍┕逃腥毕?為雙輸出功率變換器的進(jìn)一步發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。本文將Z-源網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)于FLI-TSMC的整流級(jí)和逆變級(jí)之間,提出了一種串聯(lián)型Z-源五橋臂逆變級(jí)雙級(jí)矩陣變換器(series Z-source five-leg inverter stage TSMC,SZS-FLI-TSMC)拓?fù)?詳細(xì)分析了其工作原理和調(diào)制策略;針對(duì)直通矢量的插入方式和逆變級(jí)修正因數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響,本文提出了一種動(dòng)態(tài)Z-源升壓系數(shù)的雙空間矢量調(diào)制策略,消除了死區(qū)換流時(shí)間,有效地提高了逆變級(jí)調(diào)制系數(shù),減小了Z-源電容電壓應(yīng)力;針對(duì)Z-源網(wǎng)絡(luò)存在啟動(dòng)沖擊電流大的問題,本文還提出了一種逆變級(jí)調(diào)制系數(shù)最優(yōu)的線性軟啟動(dòng)控制方式,有效地減小了啟動(dòng)沖擊電流。在MATLAB中搭建了SZS-FLI-TSMC開環(huán)系統(tǒng)仿真模型,通過仿真驗(yàn)證了所提拓?fù)�、調(diào)制策略和控制策略的可行性,最后設(shè)計(jì)了SZS-FLI-TSMC的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以DSP和CPLD為控制核心,其主要包括輸入濾波電路、主開關(guān)電路、驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)調(diào)理電路和輔助電源電路等。利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證了本文所提拓?fù)浼罢{(diào)制策略和軟啟動(dòng)控制策略的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：雙級(jí)矩陣變換器 五橋臂逆變器 Z-源阻抗網(wǎng)絡(luò) 空間矢量調(diào)制策略 電壓傳輸比 軟啟動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 雙輸出功率變換器研究背景及意義8-9
• 1.2 雙輸出功率變換器的發(fā)展及趨勢(shì)9-13
• 1.3 Z-源網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 Z-源逆變器研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 Z-源雙級(jí)矩陣變換器研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 第2章 FLI-TSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其調(diào)制策略19-28
• 2.1 FLI-TSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理19
• 2.2 FLI-TSMC空間矢量調(diào)制策略19-25
• 2.2.1 整流級(jí)空間矢量調(diào)制策略20-22
• 2.2.2 逆變級(jí)空間矢量調(diào)制及FLI-TSMC協(xié)調(diào)控制22-24
• 2.2.3 FLI-TSMC電壓傳輸比24-25
• 2.3 FLI-TSMC仿真分析25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 串聯(lián)Z-源逆變器及其工作原理28-37
• 3.1 串聯(lián)Z-源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理28-32
• 3.1.1 串聯(lián)Z-源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)28
• 3.1.2 串聯(lián)Z-源逆變器工作原理28-30
• 3.1.3 串聯(lián)Z-源逆變器調(diào)制策略30-32
• 3.2 串聯(lián)Z-源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)32-34
• 3.2.1 Z-源電容參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
• 3.2.2 Z-源電感參數(shù)設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.3 Z-源二極管參數(shù)設(shè)計(jì)34
• 3.3 串聯(lián)Z-源逆變器仿真分析34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 SZS-FLI-TSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其調(diào)制策略37-49
• 4.1 SZS-FLI-TSMC動(dòng)態(tài)模型37-41
• 4.1.1 SZS-FLI-TSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及調(diào)制策略37-38
• 4.1.2 SZS-FLI-TSMC等效電路分析38-40
• 4.1.3 SZS-FLI-TSMC電壓傳輸比和應(yīng)力分析40-41
• 4.2 SZS-FLI-TSMC改進(jìn)型調(diào)制策略41-42
• 4.3 軟啟動(dòng)控制42-45
• 4.4 仿真分析45-48
• 4.4.1 SZS-FLI-TSMC系統(tǒng)仿真模型45-46
• 4.4.2 SZS-FLI-TSMC系統(tǒng)仿真分析46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 SZS-FLI-TSMC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-66
• 5.1 SZS-FLI-TSMC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案49-50
• 5.2 硬件電路設(shè)計(jì)50-56
• 5.2.1 輸入濾波器設(shè)計(jì)50-52
• 5.2.2 主電路開關(guān)器件設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.3 驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.4 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)54-56
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)56-63
• 5.3.1 DSP控制器56-59
• 5.3.2 CPLD控制器59-63
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析與總結(jié)63-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 本文工作總結(jié)66-67
• 6.2 后續(xù)研究工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73-74
• 個(gè)人簡歷、在校期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文與研究成果74

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