矩陣變換器基礎理論

目錄
前言
第1章　緒論　1
1.1　矩陣變換器的研究背景　1
1.2　矩陣變換器的發(fā)展概述　3
1.3　矩陣變換器的工業(yè)化進程　10
1.4　本書主要內容　12
參考文獻　12
第2章　矩陣變換器的基本原理與調制策略　23
2.1　矩陣變換器的基本原理　23
2.1.1　矩陣變換器基本拓撲　23
2.1.2　矩陣變換器數(shù)學描述　24
2.2　矩陣變換器的調制策略　27
2.2.1　虛擬整流-虛擬逆變思想　27
2.2.2　間接空間矢量調制策略　30
2.2.3　載波調制策略　34
2.2.4　數(shù)學構造法　36
2.2.5　預測控制策略　41
2.3　雙級矩陣變換器的非線性分析和補償策略　44
2.3.1　非線性來源分析　45
2.3.2　修正的載波調制策略　48
2.3.3　分配因子選取策略　50
2.3.4　非線性補償　51
2.3.5　實驗驗證　52
2.4　本章小結　54
參考文獻　55
第3章　輸入不平衡下的矩陣變換器調制和控制方法　57
3.1　輸入不平衡對系統(tǒng)的影響　57
3.2　基于數(shù)學構造法的不平衡調制策略　59
3.2.1　調制策略Ⅰ　60
3.2.2　調制策略Ⅱ　61
3.2.3　調制策略Ⅲ　63
3.2.4　三種調制策略的比較　63
3.2.5　仿真驗證　64
3.3　基于預測控制的不平衡控制策略　70
3.3.1　參考電網(wǎng)電流計算　71
3.3.2　輸入側電壓估計　72
3.3.3　FCS-MPC策略　73
3.3.4　實驗驗證　74
3.4　本章小結　79
參考文獻　80
第4章　矩陣變換器電壓傳輸比特性及其提高方法　82
4.1　矩陣變換器電壓傳輸比特性分析　82
4.2　基于空間矢量的過調制策略　86
4.2.1　整流級調制　86
4.2.2　逆變級調制　87
4.2.3　實驗驗證　92
4.3　基于預測控制的過調制策略　93
4.3.1　方案實施步驟　93
4.3.2　仿真和實驗驗證　94
4.4　其他提高電壓傳輸比的方案　100
4.4.1　反向功率運行方案　100
4.4.2　改進拓撲方案　101
4.5　本章小結　103
參考文獻　103
第5章　矩陣變換器共模電壓抑制方法　105
5.1　共模電壓產(chǎn)生機理　106
5.1.1　共模電壓對電機的影響　106
5.1.2　矩陣變換器的共模電壓分析　107
5.2　雙級矩陣變換器共模電壓抑制策略　110
5.2.1　改進空間矢量調制策略Ⅰ　110
5.2.2　改進空間矢量調制策略Ⅱ　111
5.3　單級矩陣變換器共模電壓抑制策略　114
5.3.1　旋轉矢量調制策略　114
5.3.2　基于預測控制的共模電壓抑制策略　118
5.4　實驗驗證　121
5.5　本章小結　126
參考文獻　127
第6章　矩陣變換器輸入無功功率擴展方法　129
6.1　矩陣變換器無功功率描述　129
6.2　單級矩陣變換器輸入無功功率擴展方法　131
6.2.1　擴展無功功率調制策略描述　132
6.2.2　擴展無功功率調制策略的無功功率分析　136
6.2.3　實驗驗證　139
6.3　雙級矩陣變換器輸入無功功率擴展方法　142
6.3.1　傳統(tǒng)空間矢量調制策略的無功功率分析　142
6.3.2　擴展無功功率調制策略原理　144
6.3.3　擴展無功功率調制策略的無功功率控制能力分析　156
6.3.4　實驗驗證　158
6.4　擴大輸入無功功率的改進雙級矩陣變換器　160
6.4.1　拓撲結構及運行機理　161
6.4.2　調制策略及無功分析　163
6.4.3　實驗驗證　169
6.5　本章小結　172
參考文獻　173
第7章　矩陣變換器系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及穩(wěn)定化方法　174
7.1　穩(wěn)定性問題分析　175
7.1.1　矩陣變換器系統(tǒng)建模　175
7.1.2　開環(huán)調制　176
7.1.3　閉環(huán)調制　177
7.2　基于構造的穩(wěn)定化方法　178
7.2.1　不穩(wěn)定性根源分析　179
7.2.2　電動模式下的構造法　181
7.2.3　發(fā)電模式下的構造法　185
7.2.4　兼顧兩種模式的構造法　186
7.2.5　從構造觀點看已有方法　188
7.3　實驗驗證　190
7.4　本章小結　192
參考文獻　192
第8章　混合有源三次諧波注入型矩陣變換器　194
8.1　SWISS矩陣變換器　194
8.1.1　拓撲結構　194
8.1.2　工作原理　195
8.1.3　調制策略　198
8.1.4　實驗驗證　202
8.2　H3I矩陣變換器　205
8.2.1　拓撲結構　205
8.2.2　工作原理　206
8.2.3　調制策略　207
8.2.4　三次諧波注入電路的設計與控制　211
8.2.5　輸入輸出特性分析　219
8.2.6　實驗驗證　223
8.3　三電平T型間接矩陣變換器　226
8.3.1　拓撲結構　226
8.3.2　調制策略　227
8.3.3　中性點電位平衡控制　231
8.3.4　實驗驗證　234
8.3.5　3LT2IMC與H3I矩陣變換器的對比　236
8.4　三電平三次諧波注入型矩陣變換器　240
8.4.1　拓撲結構　240
8.4.2　調制策略　241
8.4.3　中性點電壓平衡控制　243
8.4.4　輸入側電流分析　245
8.4.5　實驗驗證　246
8.5　基于H3I矩陣變換器的多驅動系統(tǒng)　251
8.5.1　工作原理　251
8.5.2　協(xié)同控制下的DPWM策略　252
8.5.3　實驗驗證　255
8.6　本章小結　260
參考文獻　261
第9章　中高壓多電平矩陣變換器　263
9.1　中高壓矩陣變換器概述　263
9.2　二極管箝位型多電平矩陣變換器　266
9.2.1　拓撲結構　266
9.2.2　載波調制策略　267
9.2.3　輸入側電流分析　269
9.2.4　實驗驗證　271
9.3　多模塊矩陣變換器　275
9.3.1　拓撲結構　275
9.3.2　基于數(shù)學構造法的調制策略　276
9.3.3　載波調制策略　288
9.3.4　實驗驗證　296
9.4　本章小結　306
參考文獻　307
第10章　其他衍生類矩陣變換器及其應用　309
10.1　三相-五相單級矩陣變換器　309
10.1.1　拓撲結構　309
10.1.2　基于數(shù)學構造法的調制策略　309
10.1.3　仿真驗證　316
10.2　三相-五相雙級矩陣變換器　317
10.2.1　拓撲結構　317
10.2.2　載波調制策略及其共模電壓分析　317
10.2.3　基于載波調制的共模電壓抑制策略　320
10.2.4　仿真驗證　323
10.3　雙級四腳矩陣變換器　325
10.3.1　拓撲及基本調制策略　325
10.3.2　基于馬爾可夫鏈的優(yōu)化隨機載波調制策略　327
10.3.3　閉環(huán)控制策略　331
10.3.4　仿真驗證　337
10.4　基于逆疏松矩陣變換器的風力發(fā)電系統(tǒng)　346
10.4.1　系統(tǒng)配置　346
10.4.2　網(wǎng)側穩(wěn)態(tài)潮流分析　346
10.4.3　無風速檢測MPPT　348
10.4.4　系統(tǒng)控制　349
10.4.5　仿真驗證　351
10.5　本章小結　353
參考文獻　354