一種新型矩陣式高頻鏈逆變器控制方法
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對于主電路后級，屬于單相交流(輸入信號是高頻交流環(huán)方波)到三相交流的矩陣變換器結構，仔細研究發(fā)現，通過(guò)將后級矩陣變換器進(jìn)行解耦，即將其分解成兩個(gè)常規三相電壓源逆變器，從而就可以將常規電壓源逆變器的控制方法引入其中，大大簡(jiǎn)化了對后級矩陣變換器的分析。由于前級高頻逆變橋輸出的是高頻交流環(huán)方波列，利用解耦控制思想，當高頻逆變橋輸出正極性脈沖時(shí)，讓三個(gè)雙向橋臂上的正極性開(kāi)關(guān)管導通，當輸出為負極性脈沖時(shí)(所謂“正、負極性”是根據保證橋臂上二極管能導通的方向來(lái)確定)，讓雙向橋臂上的負極性開(kāi)關(guān)管導通，這樣就實(shí)現了對后級矩陣變換器的解耦控制，如圖3所示，只不過(guò)此時(shí)對于兩個(gè)電壓源逆變器的輸入信號不再是恒定的直流電壓源，而是周期性離散的電壓脈沖列。以A相為例，矩陣變換器雙向橋臂上四路開(kāi)關(guān)驅動(dòng)信號的實(shí)現過(guò)程如下：利用正弦調制波和三角載波進(jìn)行比較后獲得兩路互補的SPWM信號，然后再將此兩路信號與相位互差180°、占空比為0．5的方波V2、V1進(jìn)行邏輯組合，方波V3、V4與前級高頻逆變橋開(kāi)關(guān)管的驅動(dòng)脈沖同步。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159547.htm
這樣就可以得到A相雙向橋臂上四路開(kāi)關(guān)的驅動(dòng)信號，波形示意如圖4所示。由以上分析知，矩陣變換器A相雙向橋臂四路開(kāi)關(guān)的驅動(dòng)信號的邏輯關(guān)系為：
以上利用V3，V4與SPWM1，SPWM2波形進(jìn)行信號邏輯處理的過(guò)程，體現了對SPWM信號的分解和矩陣變換器拓撲結構的分離，即體現了解耦的控制思想。圖4中給出了A相雙向橋臂上四個(gè)開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)信號的實(shí)現方法，同理可得出B、C相開(kāi)關(guān)管的驅動(dòng)信號。在分析后級拓撲的時(shí)候，利用解耦思想實(shí)現了后級拓撲的分解，但電路的工作過(guò)程是在同一個(gè)拓撲上實(shí)現的，并且兩個(gè)過(guò)程是同步進(jìn)行的，因此，將解耦后的控制信號經(jīng)過(guò)邏輯組合后又應用于后級同一拓撲上，實(shí)現了對矩陣變換器的控制。
2 實(shí)驗
對所提的控制方法進(jìn)行了實(shí)驗研究，實(shí)驗參數見(jiàn)表1。
圖5(a)是高頻逆變橋MOS管柵極驅動(dòng)信號ugs和漏源電壓uds波形。圖5(b)是由DSP產(chǎn)生的載波頻率為10 kHz、調制比為0．8的三相SPWM1、SPWM3和SPWM5信號及對SPWM5二分頻后的信號。圖5(c)是解耦環(huán)節邏輯信號經(jīng)功率型光耦TLP250芯片驅動(dòng)后的開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)信號，依次是Guhh，Guhl，Gull和Gulh，實(shí)驗結果和圖4中的開(kāi)關(guān)時(shí)序信號相同。圖5(d)是逆變器輸出的頻率是50 Hz的相電壓波形。
3 結論
本文基于拓撲解耦思想，將單相到三相的矩陣變換器解耦成兩個(gè)常規的電壓源型逆變器，高頻逆變橋采用PWM調制，矩陣變換器采用SPWM調制實(shí)現了對矩陣式高頻鏈逆變器的控制，大大簡(jiǎn)化了矩陣變換器的控制過(guò)程。搭建了實(shí)驗樣機，通過(guò)實(shí)驗驗證了所提控制思想的正確性，為進(jìn)一步研究矩陣變換器的控制策略具有一定的借鑒意義。
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