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不对称调制下双级矩阵变换器的谐波分析 被引量：12
1
作者 秦显慧 周波 +2 位作者 黄海涛 刘晓宇 雷家兴 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期102-111,共10页
将双级矩阵变换器应用于360～800Hz航空变速恒频发电系统中，较高的输入频率是对变换器控制性能的重大挑战。仿真和实验表明，采用传统的不对称双空间矢量调制方法虽然具有控制简单、开关损耗低等优点，但在高频输入时，输出电压和输入... 将双级矩阵变换器应用于360～800Hz航空变速恒频发电系统中，较高的输入频率是对变换器控制性能的重大挑战。仿真和实验表明，采用传统的不对称双空间矢量调制方法虽然具有控制简单、开关损耗低等优点，但在高频输入时，输出电压和输入电流将出现低频谐波和畸变。通过简化的Buck电路模型，引入脉冲重心的概念，推导了脉冲重心偏移对实际输出电压的影响规律。基于此，分析了双级矩阵变换器的谐波分布规律，发现不对称调制在输出电压中引起频率为3nωin±（3m±1）ω0的低频谐波，而在输入电流中引起3n±1次谐波。仿真和实验验证了结论的正确性，为进一步提高双级矩阵变换器性能提供了理论依据。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 变速恒频发电系统 双空间矢量调制 脉冲重心 谐波分析
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双级矩阵变换器的网侧功率因数 被引量：7
2
作者 刘晓宇 周波 +1 位作者 秦显慧 史明明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期71-78,128,共9页
通过建立双级矩阵变换器数学模型,得到了网侧功率因数角的解析表达式,着重探讨了系统各参数对网侧功率因数的影响,得出了18开关双级矩阵变换器网侧功率因数可调范围受系统参数影响的结论,通过仿真试验表明了理论分析的正确性。为解决双... 通过建立双级矩阵变换器数学模型,得到了网侧功率因数角的解析表达式,着重探讨了系统各参数对网侧功率因数的影响,得出了18开关双级矩阵变换器网侧功率因数可调范围受系统参数影响的结论,通过仿真试验表明了理论分析的正确性。为解决双级矩阵变换器输入功率因数不为1的问题,提出了网侧功率因数闭环控制方法,解决了目前网侧功率因数无法实现动态补偿的问题,使网侧功率因数在系统参数变化时仍然保持为单位功率因数,最后通过实验表明该方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 网侧功率因数 闭环控制 单位功率因数
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基于双级矩阵变换器的变速恒频电源系统的稳定性分析及其改善措施 被引量：7
3
作者 秦显慧 周波 +2 位作者 刘晓宇 雷家兴 韩娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期18-25,共8页
基于双级矩阵变换器(TSMC)的变速恒频电源系统具有效率高、功率密度高、可靠性高和使用寿命长等诸多优点,在航空电源系统中具有广阔的应用前景。但受输入滤波器欠阻尼振荡的影响,基于TSMC的电源系统存在稳定性差的问题。本文讨论了输出... 基于双级矩阵变换器(TSMC)的变速恒频电源系统具有效率高、功率密度高、可靠性高和使用寿命长等诸多优点,在航空电源系统中具有广阔的应用前景。但受输入滤波器欠阻尼振荡的影响,基于TSMC的电源系统存在稳定性差的问题。本文讨论了输出侧LC滤波器和输出电压闭环对系统稳定性的影响,在输出电压双闭环的基础上,提出一种基于输入侧电容电压微分前馈的新型有源阻尼算法,改善了系统的稳定性。在定频和变频输入的条件下,实验结果均验证了该算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 变速恒频 稳定性 有源阻尼算法
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矩阵变换器应用于电机系统的研究与进展 被引量：6
4
作者 周波 秦显慧 +3 位作者 雷家兴 梁莹 卞金梁 韩娜 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-10,共10页
矩阵变换器(Matrix converter,MC)是一种直接变换型的交流-交流电力变换装置,具有无电解电容、结构紧凑、功率密度高和恶劣环境条件下适应性强等优点,适用于电机驱动、移动电源和风力发电等场合,因此得到了国内外众多学者的关注。本文... 矩阵变换器(Matrix converter,MC)是一种直接变换型的交流-交流电力变换装置,具有无电解电容、结构紧凑、功率密度高和恶劣环境条件下适应性强等优点,适用于电机驱动、移动电源和风力发电等场合,因此得到了国内外众多学者的关注。本文主要对MC在电机系统中应用的研究现状进行综述。首先对MC在异步电机、同步电机以及在航空作动器等电机驱动系统中的研究现状进行了评述,然后介绍了MC应用于基于燃气轮机的分布式发电系统和大功率风力发电中的发展现状,最后对MC在工业界的发展情况进行介绍。本文的内容对矩阵变换器的进一步研究及其推广应用具有参考价值。 展开更多
关键词 矩阵变换器 电机驱动 航空作动器 风力发电
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双级矩阵变换器输入功率因数可调的载波调制策略 被引量：4
5
作者 黄海涛 周波 +2 位作者 秦显慧 刘晓宇 雷家兴 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期177-184,共8页
载波调制方法的出现简化了双级矩阵变换器的控制,使用传统载波调制方法时在高调制区时会产生窄脉冲,且设定输入功率因数角较大时会有安全隐患。先对传统载波调制方法的窄脉冲现象进行研究,通过对调制函数的修正一定程度上避免了窄脉冲... 载波调制方法的出现简化了双级矩阵变换器的控制,使用传统载波调制方法时在高调制区时会产生窄脉冲,且设定输入功率因数角较大时会有安全隐患。先对传统载波调制方法的窄脉冲现象进行研究,通过对调制函数的修正一定程度上避免了窄脉冲的产生,并在此基础上解决输入功率因数角较大时直流母线可能出现负压的问题,从而输入功率因数角不再受传统调制方法下有关调节范围的限制。实验结果证明了所提方案的正确性及可行性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 载波调制 功率因数调节
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适用于双级矩阵变换器整流级功率开关故障的容错策略研究 被引量：3
6
作者 韩娜 周波 +2 位作者 秦显慧 雷家兴 石宝平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期3049-3058,共10页
将传统矩阵变换器逆变级的单向开关更换为双向开关，可构成全双向开关型双级矩阵变换器。该拓扑通过增加6个开关管以具备母线电压可反向、拓扑结构高度对称等特征。上述特征结合使得该拓扑在整流级功率开关发生故障时，可仅通过修正调... 将传统矩阵变换器逆变级的单向开关更换为双向开关，可构成全双向开关型双级矩阵变换器。该拓扑通过增加6个开关管以具备母线电压可反向、拓扑结构高度对称等特征。上述特征结合使得该拓扑在整流级功率开关发生故障时，可仅通过修正调制算法保证变换器正常运行，实现容错。该文针对整流级一个双向开关单元开路、两个不同侧双向开关单元开路两个故障，提出相应的容错策略。为保证容错策略安全有效的实施，随后提出相应的模态切换策略，并分析模态切换对电压调制比的影响。所提整流级容错策略的有效性最终通过实验得到验证。 展开更多
关键词 全双向开关型双级矩阵变换器 空间矢量调制 容错 整流级
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全双向开关型双级矩阵变换器逆变级容错策略 被引量：3
7
作者 韩娜 周波 +2 位作者 秦显慧 雷家兴 石宝平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第15期4454-4462,共9页
整流级逆变级均由双向开关构成的全双向开关型双级矩阵变换器比传统双级矩阵变换器多了6个开关管。新增的6个开关管可作为逆变级冗余器件,且其双向开关结构也为直流母线电压反向提供了可能,两者结合使得全双向开关型双级矩阵变换器能够... 整流级逆变级均由双向开关构成的全双向开关型双级矩阵变换器比传统双级矩阵变换器多了6个开关管。新增的6个开关管可作为逆变级冗余器件,且其双向开关结构也为直流母线电压反向提供了可能,两者结合使得全双向开关型双级矩阵变换器能够实现多种故障的容错。该文从调制角度出发,提出了适用于逆变级双向开关单元开路、单管开路、双向开关单元短路以及单管短路等四种故障的容错策略。所提容错策略利用开关管的故障特性,通过增加非故障开关管切换次数以模拟故障开关管的切换,从而实现容错。实验结果验证了文中所提逆变级容错策略的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 全双向开关型双级矩阵变换器 逆变级 容错 双空间矢量调制
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拓宽双级式矩阵变换器反向发电功率范围的控制策略 被引量：2
8
作者 卞金梁 周波 +2 位作者 雷家兴 秦显慧 梁莹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期9-16,共8页
基于一种双级式矩阵变换器反向发电系统结构,研究其实现升压发电的控制方法,提出一种能够拓宽反向发电功率范围的控制策略,对变换器调制比进行闭环控制,使得轻载时发电机能自动减小励磁电流,从而使系统能够正常工作。这种励磁调节的方... 基于一种双级式矩阵变换器反向发电系统结构,研究其实现升压发电的控制方法,提出一种能够拓宽反向发电功率范围的控制策略,对变换器调制比进行闭环控制,使得轻载时发电机能自动减小励磁电流,从而使系统能够正常工作。这种励磁调节的方法与常规的恒压励磁控制不同,它是将励磁控制与变换器调制比控制相结合,拓宽了反向发电功率范围,提高了系统性能。实验结果验证了该新型控制策略的有效性。 展开更多
关键词 双级式矩阵变换器 升压发电 励磁控制 拓宽反向发电功率范围
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TSMC-S/G系统起动时TSMC的调制策略 被引量：2
9
作者 刘晓宇 周波 +2 位作者 梁莹 秦显慧 黄海涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期260-269,共10页
将双级式矩阵变换器(TSMC)引入起动/发电系统,构成基于TSMC的新型起发系统(TSMC-S/G系统)。系统起动时,为减小控制复杂度,电机采用三相六拍控制策略。针对电机控制策略以及TSMC的结构特点,提出了两种可行的TSMC起动调制策略,并分别分析... 将双级式矩阵变换器(TSMC)引入起动/发电系统,构成基于TSMC的新型起发系统(TSMC-S/G系统)。系统起动时,为减小控制复杂度,电机采用三相六拍控制策略。针对电机控制策略以及TSMC的结构特点,提出了两种可行的TSMC起动调制策略,并分别分析了这两种调制策略的特点以及应用场合,推导了TSMC直流母线电流与开关函数间的数学关系。以占空比作为系统闭环调节的中间变量,及时调整TSMC的输出,使电机快速起动至给定转速。仿真分析与实验结果均证明了系统控制策略的可行性与有效性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器TSMC-S G系统 三相六拍控制法 调制策略
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TSMC-S/G系统起动时的安全换流策略研究
10
作者 梁莹 周波 +2 位作者 刘晓宇 秦显慧 魏佳丹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1-8,共8页
将双级矩阵变换器(TSMC)应用于起动/发电系统以提高系统的运行可靠性。系统起动时采用id=0的矢量控制策略,TSMC单向开关侧工作于不可控整流状态。针对系统起动工作时若电机功率因数角大于30°引起的换流问题,分析了一个扇区中不同... 将双级矩阵变换器(TSMC)应用于起动/发电系统以提高系统的运行可靠性。系统起动时采用id=0的矢量控制策略,TSMC单向开关侧工作于不可控整流状态。针对系统起动工作时若电机功率因数角大于30°引起的换流问题,分析了一个扇区中不同开关状态下的电流流通路径,提出了一种可行的安全换流调制策略。该调制策略选择合适的作用矢量,并合理分配作用时间,可确保系统中电流始终存在流通回路。整个系统采用电流闭环实现恒转矩起动。仿真结果和实验结果均验证了系统起动安全换流策略的可行性与有效性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 起动/发电系统 安全换流 空间矢量控制 起动
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