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新型三相-單相矩陣變換器的研究與實(shí)現

作者: 時(shí)間:2013-05-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

以輸入電流矢量與輸出電壓角位于第一相區為例(兩相輸出電壓均大于零),一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內三相-單相矩陣的開(kāi)關(guān)組合如表1所示。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/175810.htm

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3 仿真及實(shí)驗研究
3.1 仿真分析研究
基于以上策略在Matlab/Simulink環(huán)境下建立系統仿真模型。仿真參數:輸入為三相對稱(chēng)電源,其相電壓為380 V/50 Hz,單相輸出電壓為220 V/50 Hz,功率為1 kW,開(kāi)關(guān)頻率為5 kHz。

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由圖3a可知,無(wú)功率補償的三相-單相矩陣三相輸入電流除基波分量外還有一個(gè)含量較大的低頻諧波。由式(3)可知,所含諧波電流應為兩個(gè),頻率為ωi±2ωo,此處是因為輸入輸出電壓均為50 Hz,因此所含諧波只有150 Hz。濾波后的輸入電流含量只有23%,其原因為:①當輸入輸出均為50 Hz時(shí),理論分析應含有的諧波為50 Hz和150 Hz,50 Hz為基波,加大了基波分量;②輸入濾波器為L(cháng)C濾波,電路回路中有電容電流,此電流也為50 Hz。加入功率補償后輸入電流波形如圖3b所示,正弦度較好,諧波含量較小。
3.2 實(shí)驗結果分析
為進(jìn)一步驗證所提出策略的正確性,研制了一臺1 kW的三相-單相矩陣,變換器由主功率電路、控制電路(DSP+CPLD)及其他外圍電路(驅動(dòng)電路、保護電路等)組成。實(shí)驗參數與仿真參數一致。圖4示出實(shí)驗波形,其中uo1為濾波前輸出電壓,uo2以為濾波后輸出電壓。

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由圖可知,該變換器可獲得較好的正弦輸出電壓,說(shuō)明所提出的帶功率補償的三相-單相矩陣變換器可得到較好的交流輸出電壓;輸入電流正弦度較好,與理論分析和仿真基本吻合,說(shuō)明所提出的新型三相-單相矩陣變換器可較好地改善輸入電流波形,減小諧波污染。

4 結論
提出一種新型三相-單相矩陣變換器,通過(guò)增加小容量可較好地改善變換器輸入電流波形,減小其諧波含量。通過(guò)介紹三相-單相矩陣變換器的調制策略,分析研究了三相輸入電流與虛擬直流母線(xiàn)電流之間的關(guān)系。通過(guò)控制功率補償相電流,使其能補償虛擬直流母線(xiàn)上的脈動(dòng)電流,則可得到較好的三相輸入電流。仿真和實(shí)驗表明,所提出的新型三相-單相矩陣變換器拓撲結構合理,性能優(yōu)良。


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