矩陣變換器間接空間矢量逆變級過調制策略優化設計

張曉鋒 ，夏益輝，喬鳴忠 ，杜承東，朱 鵬 ，魏永清

（1.海軍工程大學 電氣工程學院，湖北 武漢 430033；2.海軍駐上海滬東中華造船有限公司軍事代表室，上海 201206）

0 引言

矩陣變換器作為一種交-交電力變換裝置，具有功率密度大、可實現正弦輸出電流和輸入電流控制、無需直流儲能元件、輸入功率因數可調等優點［1］。目前對矩陣變換器的研究主要集中在換流方法［2-3］、交流調速［4-5］、調制策略［6-9］和電壓傳輸比［10-20］等方面。

傳統的空間矢量調制策略在線性調制區域只能實現電壓傳輸比最大值0.866。為克服矩陣變換器電壓傳輸比低的缺陷，很多專家學者對其展開了研究。文獻［10］采用雙模過調制模式，將矩陣變換器電壓調制比提高到1，并對輸出電壓諧波特性進行了分析。文獻［11］將雙模過調制模式用于雙級矩陣變換器進行了仿真研究和實驗分析。文獻［12］對直接型空間矢量過調制方法進行了分析，通過放棄使用零矢量和校正參考輸出電壓矢量角度來提高電壓傳輸比，該方法雖然可以實現較小的輸出電壓值與給定電壓值誤差，但輸出電壓諧波含量高且運算量大。文獻［13］利用圓形軌跡和基本軌跡矢量，提出一種基于電壓基波幅值線性化過調制計算方法，雖然其易于實現，但輸出電壓諧波含量高。文獻［14］對矩陣變換器驅動電機過調制區域轉矩紋波產生的原因及特性進行了分析，并提出采用BF（Beat-Free）控制進行抑制，獲得了較好的效果；文獻［15-16］通過引入額外的開關，使得輸出電壓傳輸比遠大于1，但這增加了開關管上的損耗。……