单相高频链矩阵式逆变器调制策略及其基本控制研究.pdf

高频链矩阵式逆变器由前级逆变电路、高频变压器、矩阵变换器、输出滤波器及负载构成，以两级功率变换拓扑实现能量的（其中：:；：）变换，具有电路结构紧凑、能量双向流动、无中间储能环节等优点，使高频链逆变器重量轻、体积小、噪音小，因此对高频链矩阵式逆变器的研究迅速受到了广泛关注。然而矩阵变换器的安全换流问题一直是制约该类逆变器发展的关键，为此，本文在高频链前级电路中引入串联谐振槽电路，提出一种串联谐振参与的电流型解结耦单极性调制策略，避免打断变压器副边漏感电流，同时矩阵变换器的全部开关管可以实现零电流开关()，达到安全换流的目的。　　本文选取单相高频链矩阵式逆变器作为研究对象，首先，针对其中的矩阵变换器的安全换流问题，分析现有的解结耦调制策略和解结耦单极性移相调制策略，并对解结耦单极性移相的控制逻辑进行优化，总结分析电路工作原理及其电压过冲产生的原因。　　然后，针对现有调制策略中可能造成电压过冲的原因，在高频链前级电路中引入串联谐振槽电路，并据此提出一种电流型解结耦单极性调制策略，然后详细分析了在该调制策略中矩阵变换器实现安全换流和零电流开关的工作过程，并且分别从数学分析和仿真的角度证明了该调制策略可以有效地抑制电压尖峰。　　再次，本文对单相高频链矩阵式逆变器进行闭环控制研究，依据电流型解结耦单极性调制原理建立高频链逆变器等效数学模型，以此为基础，建立基于准控制和控制的电压双闭环控制系统，并且详细分析调节器和调节器的参数设计方法。　　最后，在理论分析和仿真研究的基础上，本文对整个电路系统的硬件和软件进行详细设计，采用和构成联合数字控制电路，搭建高频链矩阵式逆变器实验平台进行实验验证，通过实验证明了所提调制方法的可行性和有效性。