新型三相-單相矩陣變換器的研究與實現(xiàn)
2.3 功率補償單元的設計與控制
由式(2)和式(3)可得單相瞬時輸出功率為:
以輸出脈動功率為1 kW,頻率50 Hz為例,功率補償電容Cc容值與其最大電壓UCcmax之間的關系如圖2所示??梢?,補償功率一定時,所選Cc越小,其電壓越高。設計的單相輸出電壓為220 V,功率為1 kW,綜合考慮后電容選取40μF,UCcmax≈400 V,電感選為1 mH。由式(10)可見,Cc的選取與輸出電壓的頻率成反比,因此若將其運用于航空電源供電,輸出電壓頻率為400 Hz時,補償相同功率時電容可選取得更小。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175810.htm
為達到功率補償效果,補償相的調(diào)制過程值得研究。為保證負載相與功率補償相互不影響,在各開關周期內(nèi)負載相與功率補償相應分開導通。
由式(4)可見,虛擬直流母線上的電流含有一個二倍頻的低頻脈動,為使虛擬直流母線上的電流在一個高頻開關周期內(nèi)的平均值保持不變,應控制補償相上的電流,使其對直流母線上的調(diào)制電流與該低頻脈動電流幅值相等,相位相差180°,從而使得合成的虛擬直流母線電流無交流分量,因此設功率補償相調(diào)制函數(shù)為:
Sc=Msin(ωot+φ) (11)
所得基波電壓為:
uc=MUdcsin(ωot+φ) (12)
功率補償相雖有電感與電容串聯(lián),但電感的感抗遠小于電容的容抗(忽略電感電阻的影響),因此電容上的電流可近似為:
2.4 新型三相單相矩陣變換器的控制
在矩陣變換器中,輸出電壓實際上都由輸入電壓直接調(diào)制而成,因此就要去除虛擬直流環(huán)節(jié),直接進行AC/AC調(diào)制。輸出為兩相輸出,在一個開關周期內(nèi)分開導通,共有4種有用開關組合,將輸出劃分為4個相區(qū),而輸入電流空間矢量將輸入電流空間劃分為6個相區(qū),因此任意時刻兩者存在24種組合情況。當輸入電流旋轉(zhuǎn)空間矢量處于某相區(qū)時,可由位于該相區(qū)的兩個非零矢量和一個零矢量合成。各矢量導通時間為:
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