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持久動(dòng)力蓄電池CJ12-45 12V45AH參考方案使用
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為了減小矩陣式變換器輸出電壓誤差和輸出電流畸變,，提出了一種輸出電壓補(bǔ)償方案,。針對(duì)不同的輸出電壓誤差成因采用不同的補(bǔ)償方法，直接脈寬補(bǔ)償用于多步換流和器件開(kāi)關(guān)延時(shí),，等效電壓補(bǔ)償用于器件導(dǎo)通壓降,。在矩陣式變換器-異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,。當(dāng)輸出頻率為5 Hz時(shí),，采用該補(bǔ)償方案使輸出電流總諧波畸變率(THD)從6．32％降低至4．92％；當(dāng)頻率為15 Hz時(shí),，輸出電流THD從5．46％降低5．30％,。結(jié)果表明：采用該補(bǔ)償方案可以有效抑制輸出電流THD,，在低速運(yùn)行下補(bǔ)償效果更加明顯。
關(guān)鍵詞：變流器,；矩陣式變換器,；補(bǔ)償；換流
矩陣式變換器是一種直接型的交流-交流電力變換裝置,，其結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的交-直-交變換器,，取消了中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，因此電路結(jié)構(gòu)緊湊,、體積小,。近些年，矩陣式變換器一直是電力電子研究的焦點(diǎn)之一,，并取得了較大的進(jìn)展,。然而，與普通逆變器類(lèi)似的,，由于電力半導(dǎo)體器件的非理想特性,，矩陣式變換器不可避免地存在多步換流延時(shí)、器件的開(kāi)通／關(guān)斷延時(shí)以及器件的導(dǎo)通壓降,，從而引起輸出電壓誤差和電流畸變,，直接影響矩陣式變換器-異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，在低速輕載情況下該效應(yīng)尤為明顯,。目前,，對(duì)于該問(wèn)題的研究主要集中在多步換流產(chǎn)生的影響上。
為了盡可能減小不同成因引起的輸出電壓誤差和輸出電流畸變,，本文提出了一種對(duì)輸出電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆桨?，針?duì)換流及器件開(kāi)關(guān)延時(shí)和器件導(dǎo)通壓降分別采用2種不同的補(bǔ)償方法——直接脈寬補(bǔ)償和等效電壓補(bǔ)償，從而有效地減小了矩陣式變換器的輸出電壓誤差,，抑制了輸出電流畸變,，提高輸出波形質(zhì)量。
1 輸出電壓誤差分析
1．1 多步換流延時(shí)及器件的開(kāi)通／關(guān)斷延時(shí)
如圖1所示三相-三相矩陣式變換器由9個(gè)雙向開(kāi)關(guān)(Sij,i=A,，B,，C；j=a．b,，c)組成,，圖中a、b,、c表示輸入三相,，A、B,、C表示輸出三相,。
基于矩陣式變換器輸入不短路、輸出不斷路的原則,，其雙向開(kāi)關(guān)間的換流一般需要多步完成,，必然帶來(lái)多步換流延時(shí)。此外,，器件開(kāi)通和關(guān)斷也存在延時(shí),。這些延時(shí)會(huì)引起矩陣式變換器實(shí)際輸出電壓與參考電壓之間的誤差，即輸出電壓誤差△U',。
傳統(tǒng)的4步,、3步、2步換流方法如圖2所示,。假設(shè)負(fù)載電流方向?yàn)檎?，傳?dǎo)電流的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)是SXP或Syp,。實(shí)際換流時(shí)刻由輸入電壓相對(duì)大小決定。以4步換流為例,，假定Ux>Uy,。由于在第2步時(shí)Syp反向偏置，故實(shí)際換流將在第3步發(fā)生,，換流延時(shí)Terr為t1+t2,，t1、t2定義如圖2,。依此類(lèi)推,，采用3步和2步換流時(shí)Terr均為t1。
本文采用空間矢量調(diào)制算法和九段式脈寬調(diào)制方式(PWM),。以下以B相為例,，詳細(xì)分析在一個(gè)采樣周期(如圖3所示含4次換流)中，采用不同換流方法時(shí)的輸出電壓誤差△U'B,。假設(shè)輸出電流方向?yàn)檎?，輸入電壓大小為Ua>Uc>Ub。圖3為4步換流下的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和輸出電壓誤差,，各符號(hào)定義如圖1,，“+”表示正向(輸入至輸出)開(kāi)關(guān)，“一”表示反向開(kāi)關(guān),。粗線表示輸出電壓,，陰影部分表示△U'B。
在換流l和2中,，換流發(fā)生在第2步,，而在換流3和4中，換流發(fā)生在第3步,?？紤]到器件的通斷延時(shí)，則4次換流的Terr分別為t1+Ton,、t1+Ton,、t1+t2+Toff和t1+t2+Toff；因此,，在該采樣周期中,，延時(shí)產(chǎn)生的輸出電壓誤差的平均值為