The invention discloses a new topology of a two-stage matrix converter and its common-mode voltage suppression strategy. The topology structure of the two-stage matrix converter is a one-way switch tube connected in series on the upper and lower buses of the DC side of the traditional two-stage matrix converter. Because the effective vector of the inverter stage is equivalent to the zero vector of the inverter stage when the DC side switch is turned off, it is called the equivalent zero vector of the inverter stage. The invention uses equivalent zero vector to participate in the modulation, optimizes the seven-segment space vector modulation of the inverting stage into three-segment space vector modulation, and realizes the suppression of common-mode voltage. The advantages of the present invention are that the common-mode voltage of the load side can be reduced to 0.577 times of the peak value of the input phase voltage in the whole area of the voltage transmission ratio 0-0.866, which is equivalent to the effect of the existing technology; the commutation control strategy is simple, the commutation of the rectifier stage can be directly implemented, and the reliability of the system is improved; the optimized modulation strategy is simple and easy to realize, and the total actual switching times of the system are comparable to those of the existing technology. The traditional modulation strategy is basically unchanged, the actual switching times of inverters are greatly reduced, the distribution of switching losses is changed, the harmonic distortion rate of output current is reduced, the quality of input current remains unchanged, and the power quality is improved.
【技术实现步骤摘要】
一种双级式矩阵变换器的新拓扑及其共模电压抑制策略
本专利技术涉及电力电子变换器的拓扑及共模电压的抑制技术,具体涉及一种双级式矩阵变换器的新拓扑及其共模电压抑制策略。
技术介绍
作为一种新型交-交变换器,双级式矩阵变换器不仅具有传统矩阵变换器的输入输出电流正弦、能量可双向流动、无需直流储能元件、功率密度高、结构紧凑等优点,还具有整流级零电流换流,钳位电路控制简单等优点,因此在过去20多年间,引起了国内外众多学者的关注,非常具有发展潜力。在电机驱动应用中,双级式矩阵变换器负载侧会产生共模电压,进而形成了轴电流,导致电机轴承损坏,降低电机的使用寿命,同时共模电压会在系统中产生共模电流,对装置的正常运行造成电磁干扰。已有文献对双级式矩阵变换器的共模电压抑制展开相关研究,一类方法是避免逆变级直接使用零矢量参与期望电压矢量的合成来实现共模电压的抑制,如整流级有零矢量逆变级无零矢量的调制策略、逆变级使用两个方向相反的有效矢量代替零矢量等,但该类方法直接导致了整流级必须采用四步换流策略,控制较复杂,同时存在开关次数增加的弊端,增加了系统损耗,且输入输出电流谐波畸变率有所上升;另一类方法是改变整流级扇区分布位置,利用两个较小的线电压合成中间直流电压以实现共模电压抑制,但存在最大电压传输比受限的问题,同时由于逆变级存在零矢量,若逆变级采用七段式开关序列,则整流级可以实现零电流换流,但实际开关次数大大增加,若不采用七段式开关序列,则整流级必须采用四步换流策略。综上所述,已有抑制共模电压的调制策略存在整流级换流复杂、开关次数增加或电压传输比受限等弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的 ...
【技术保护点】
1.一种双级式矩阵变换器的新拓扑及其共模电压抑制策略,其特征在于,首先改进传统双级式矩阵变换器拓扑,然后基于新拓扑采用优化的双空间矢量调制策略来抑制共模电压。
【技术特征摘要】
1.一种双级式矩阵变换器的新拓扑及其共模电压抑制策略,其特征在于,首先改进传统双级式矩阵变换器拓扑,然后基于新拓扑采用优化的双空间矢量调制策略来抑制共模电压。2.如权利要求1所述一种双级式矩阵变换器的新拓扑及其共模电压抑制策略,其特征在于,双级式矩阵变换器的新拓扑由整流级、直流侧和逆变级三部分构成,整流级是六个双向开关单元组合而成的三相桥式电路,每个双向开关均由共射级的两个单向开关管串联而成,直流上、下母线上各串联一个单向开关管,上母线的开关管发射极接逆变级,下母线的开关管发射极接整流级,逆变级是由六个单向开关管组合而成的三相桥式电路。3.如权利要求1所述一种双级式矩阵变换...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴鹏,李景杰,常文宇,王晨晖,公铮,张海军,吕文健,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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