改進型Quasi—Z源網絡在單相矩陣式變換器中的應用

凌敢

摘要：本文首先分析了Quasi-Z源逆變器的運行原理，為改進做準備。其次就是對其拓撲進行了改進，并結合單相—單相矩陣式變換器（MC）電路拓撲，提出了一種新型Z源MC電路結構。采用該拓撲結構的單相MC的優勢在于：能夠有效提高電壓傳輸比，避免變換器橋臂因瞬間短路而對變流器造成的不可逆的損壞，系統的可靠性得到了有效提高。最后通過PSIM/Simulation軟件對此新型Z源MC建立仿真模型，仿真波形驗證了該MC拓撲結構具有輸出/輸入電壓比大于等于1的特性，且電流的輸入與電壓輸出波形良好。

關鍵詞：Quasi-Z源網絡；換流策略；單相電壓型MC；PSIM仿真

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）53-0200-02

一、前言

傳統MC應用在交流調速系統中，目前存在電壓傳輸比低的問題。本文針對此問題提出了基于改進型Quasi-Z源MC。該變換器具有高電壓傳輸比、高效率等特點，這樣可以更好的應用于交流電機調速中。正是因為缺陷的存在，國內外研究此課題的人員越來越多。本文主要是以文獻[4]為基礎，對其電路結構進行改進，并結合三相—三相MC電路拓撲，提出一種新型的MC電路拓撲結構。其主要功能表現Z源的升壓功能提高了電壓傳輸比。

二、單相Quasi-Z源電路的改進

單相Quasi-Z源MC的改進電路結構如圖1。這樣的電路結構不但有效降低了Quasi-Z源的電容電壓，而且響應時間變短，效率變高。在升壓能力方面，二者的方式相同，效果也一樣，都是通過同時導通同一個橋臂的兩個反并聯管而獲得升壓的能力。

單相Quasi-Z源電路結構經過改進后，電路運行分為直通狀態和非直通狀態這兩種工作狀態，其等效電路圖分別如圖2a、圖2b所示。為了我們分析與計算的方便，假設單相Quasi-Z電路結構改進后，電容相等、電感相等，由此得出直通狀態的方程為：

uL=0.5×（Ui×2uc） （1）

由此再得出非直通狀態條件下的運行方程為：

uL1=-uc1

uL2=-uc2

uL3=-uc3 （2）

uL4=-uc4

uL=-uc

參考文獻：

[1]張紹華，湯雨，謝少軍.改進Z源逆變器的三次諧波注入控制策略[J].電工技術學報，2009，24（10）：114-119.

[2]湯雨，謝少軍，張超華.改進型Z源逆變器[J].中國電機工程學報，2009，29（30）：28-34.

[3]蔡春偉，曲延濱，盛況.增強型Z源逆變器[J].中國電機工程學報，2011，31（S1）：259-266.

[4]汪成明，孫春霞，藤青芳.改進型Quasi-Z源逆變器[J].電氣傳動，2013，43（8）：38-43.

[5]侯世英，肖旭，張闖.改進型Z源逆變器[J].電力自動化設備，2011，31（8）：24-31.endprint