三相-單相矩陣變換器的功率解耦與控制策略研究.pdf

1、三相-單相矩陣變換器（3-1MC）可在戶用獨立發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、熱電聯(lián)合系統(tǒng)、感應(yīng)加熱系統(tǒng)等場合中為單相交流負載供電，具有良好的應(yīng)用前景。但是，單級式矩陣結(jié)構(gòu)的3-1MC不含直流母線大電容，單相脈動功率直接耦合到輸入側(cè)，導致三相輸入電流畸變、輸入源容量要求大。
　　因此，本文研究了3-1MC的功率解耦拓撲，即在單相輸出側(cè)并聯(lián)一組功率開關(guān)和一個功率解耦電容。通過控制功率開關(guān)使得單相脈動功率完全流入功率解耦電容，從根本上解決了單

2、相脈動功率分量對三相側(cè)的影響，實現(xiàn)了輸入功率與輸出脈動功率的功率解耦。本文詳細推導了功率解耦后3-1MC的調(diào)制方式，分析了變換器的工作狀態(tài)，并提出了功率解耦電容的設(shè)計方法。引入功率解耦電路后，變換器拓撲中增加了非線性元件，影響閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計；同時考慮實際應(yīng)用中負載和電源也會發(fā)生擾動，對控制本身也有較高的要求。本文利用平均模型法逐步簡化3-1MC的數(shù)學模型，建立其在dq軸坐標系下的小信號模型，結(jié)合小信號模型的傳遞函數(shù)，提出一種虛擬直流