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本文以“交-交矩阵变换器控制策略及提高电压传输比研究”为主题,研究了矩阵变换器的基本原理、优点及空间矢量调制策略的可行性;分析了双电压合成控制策略的特点、基本算法与规律;研制了基于DSP的样机系统,开发了基于空间矢量调制策略的矩阵变换器控制软件;建立了矩阵变换器的等效电路模型;提出了提高电压传输比的新型调制策略。主要内容如下: 从矩阵变换器的工作原理出发,推导出电压传输比的公式,指出在常规调制情况下,最大为0.866;使用MATLAB/SIMULINK建立了矩阵变换器的两种仿真模型:简化仿真模型和复杂仿真模型。简化仿真模型将双向开关视为理想开关,仿真速度较快,用来验证控制算法的合理性;复杂仿真模型设计了四步换流策略,考虑了实际开关器件的特性,基本上和实际系统一致,可模拟实际的矩阵变换器工作。 对双电压控制策略进行了详细的分析;在分析合成输出线电压和输入线电流局部平均值的基础上,得出了相应的定理和推论,并深入分析了该调制策略对输出线电压的自动调整规律;根据原点开关的概念,对算法进行了简化;最后应用MATLAB语言建立了仿真模型,分四种情况进行了仿真研究,验证了该调制策略的可行性和自动调节性;进一步针对输入电源异常的各种情况进行了仿真研究,得出了输入电源异常对输入线电流影响的规律,基于输入电压对输入电流的影响,提出了在输入端采取滤波措施来抑制谐波的方法。 利用VHDL语言对矩阵变换器的四步换流技术进行了程序设计,借助MAXPLUS Ⅱ 10.2集成开发环境和MAX7000进行了程序测试,仿真验证了四步换流的正确性;阐述了矩阵变换器的硬件设计过程;按照空间矢量调制算法,应用DSP2000汇编语言开发了控制软件,再配合可编程逻辑器件成功地将四步换流策略应用于矩阵变换器的换流过程;给出了矩阵变换器的控制系统框图;实验验证了软件设计的有效性和空间矢量调制策略的可行性及硬件制作方案的正确性,为今后扩充硬件电路和软件功能打下了良好的基础。 把三相-三相矩阵变换器分成五个部分,基于Venturini直接变换法分别应用PARK变换技术求出相应的等效电路,然后综合成矩阵变换器线性定常电路模型;运用线性系统的分析方法得出输入功率因数、输出电压增益、输入电流、输入有功功率、无功功率的数学模型;