優(yōu)化雙級矩陣變換器輸入輸出性能的控制策略研究.pdf

1、雙級矩陣變換器(Two-stage Matrix Converter:TSMC)不僅具有常規(guī)矩陣變換器(ConventionalMatrix Converter:CMC)所有優(yōu)良的性能,而且由于其開關(guān)器件少,換流方法可靠,開關(guān)控制方案簡單,控制策略靈活等獨特的優(yōu)點,近年來成為了電力變換器研究的熱點,許多國內(nèi)外專家就雙級矩陣變換器的輸出輸入性能和控制策略在理論上做了大量的研究與分析。然而,由于TSMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),中間缺少可以儲能的直流元件

2、,這樣輸入與輸出的相互耦合的影響十分嚴(yán)重,輸入側(cè)的電網(wǎng)、濾波參數(shù)的變化都會直接影響到TSMC的輸出,同樣,功率開關(guān)本身的性能,檢測器件的誤差,以及環(huán)境等其他因素的影響,都會直接導(dǎo)致TSMC輸出的不穩(wěn)定,因此,要得到可靠且穩(wěn)定的輸出電壓電流,同時保持輸入級的電流電壓質(zhì)量良好,具有十分重大的意義。本文對TSMC的輸入與輸出級性能進(jìn)行了分析研究,同時對輸入與輸出的控制策略進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。
　　由于TSMC是通過控制功率開關(guān)的關(guān)斷與導(dǎo)通來

3、實現(xiàn)變頻變壓,而功率開關(guān)元件是一個非線性,參數(shù)時變的模型,因此TSMC的系統(tǒng)是一個非線性,模型不確定的系統(tǒng),常規(guī)的PID控制已經(jīng)不能勝任如此復(fù)雜的系統(tǒng),所以有必要引入智能控制方式來對TSMC的輸出輸入電壓電流進(jìn)行控制。本文提出了一種基于專家自適應(yīng)PID控制下的TSMC輸出電壓閉環(huán)控制方案,利用專家控制的自我調(diào)節(jié)能力,能夠有效地抑制電源輸入端及系統(tǒng)中的各種擾動,保證輸出波形質(zhì)量的良好。而對于輸入側(cè)的控制,本文采用功率平衡控制,運用瞬時功率

4、原理,分析了TSMC的無功功率傳遞原理,將輸出的實際功率與輸入的有功功率進(jìn)行比較,得到功率誤差,并設(shè)計功率補償器,對損耗的功率進(jìn)行補償,進(jìn)而控制無功功率,使整個TSMC系統(tǒng)獲得較高的功率因數(shù),同時可以實現(xiàn)輸入整流級與輸出逆變級的協(xié)調(diào)控制,不會因某一級的擾動而干擾整個TSMC系統(tǒng)。
　　論文運用MATLAB/SIMULINK進(jìn)行了建模和仿真分析,仿真結(jié)果驗證了所述控制方案的可行性和正確性。設(shè)計了基于DSP2812芯片下的TSMC的電