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单相周波变换器仿真-中国传动网-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-05-07  浏览次数:80

  摘要:单相周波变换器常用于AC/AC功率变换系统,特别是交流驱动系统的速度控制。本文的周波变换器采用单相矩阵变换器(SPMC)结构,正弦脉宽调制(SPWM)方式,并用MATLAB/Simulink仿真验证了原理的正确性。
  关键词:周波变换器;SPWM;MATLAB
  Simulation of single-phase cycloconverter
  WU huimei CHEN yongjun
  (school of electric eng,southwest jiaotong university,chengdu610031,china)
  abstract:singl-phase cycloconverters are used for AC/AC power conversion, especially for speed control of AC drives. In this work the single-phase matrix converter(SPMC) topology is used for cycloconverter operation, and the well-known sinusoidal pluse width modulation(SPWM) scheme is used in this instance,also the cycloconverter is simulated by MATLAB.
  keywords:cycloconverter;SPWM; MATLAB
  周波变换器能够将某一频率的交流功率直接转换为另一频率的功率而不需要中间的直流环节。在70年代,周波变换器理论和实践的各个方面都进行了讨论[1,2,3]。在80年代,基于微处理器的控制系统的快速发展,使得周波变换器的应用经验有所增长[4,5,6]。当前半导体闸流管控制周波变换器已经可以应用在大功率中,如电力牵引、变频调速、恒频功率供给、交流系统的可控无功功率供给等。
  矩阵变换器(MC)用于交交变换可以省去传统整流变换器系统中的电抗储能部分[7]。Gyugyi于1976年首先描述了这种拓扑[3]。大部分文章主要研究三电平的电路拓扑[8,9,10]。单相矩阵变换器由Zuckerberger首先提出[11],其他文章里也都不包含实验的验证[12,13]。
  本文的周波变换器采用SPMC结构,并用MATLAB进行了仿真验证。采用了IGBT作为开关,仿真中采用SPWM技术控制和纯电阻负载。
  1系统结构
  周波变换器是以单相或三相输入产生单相或三相交流输出。传统的周波变换器由一对或多对背靠背连接的可控整流器组成分别叫做P变换器和N变换器,每个变换器实现类似H桥变换器的功能,结构如图1所示。
  图1 传统单相桥式周波变换器拓扑结构
  相比较而言,SPMC(单相矩阵变换器)作为周波变换器应用时需要4个双向开关,如图2所示。它要求双向开关在每个方向都可以阻断电压和传导电流,用发射级反并联IGBT和二极管组成,如图3所示。二极管提供开关模块反向阻断能力,IGBT具有高频开关能力和大电流承载能力。
  

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