间接矩阵变换器作为一种新型的交-交电力变换器拓扑,它不仅具有传统矩阵变换器的各项优点,而且结构更加紧凑、形式更加灵活,易于扩展为多输出系统为多台交流电机供电。本项目采用间接矩阵变换器驱动两台异步电机独立运行,可进一步提高装置的性能和效率,并降低系统的成本。将间接矩阵变换器中整流级电路和两个逆变级电路的脉宽调制过程综合考虑,提出优化的控制策略,以提高输入侧电能质量,降低变换器功率损耗,并实现系统的无功补偿功能。进一步研究间接矩阵变换器驱动双异步电机传动系统的容错运行模式(五脚逆变级电路),提出先进的控制方法,既保证两台异步电机具有良好的调速性能,又使系统在电网电压发生扰动时仍能安全稳定地运行。在研究工作的基础上,实现一种高性能、高效率、高功率因数、高可靠性且结构紧凑、控制灵活、宽调速范围的新型交流传动系统。
indirect matrix converter;multi-drive system;reactive power control;five-leg inverter;fault-tolerant operation
间接矩阵变换器作为一种新型的交-交电力变换器拓扑,它不仅具有传统矩阵变换器的各项优点,而且结构更加紧凑、形式更加灵活,易于扩展为多输出系统为多台交流电机供电。本项目采用间接矩阵变换器驱动两台异步电机独立运行,可进一步提高装置的性能和效率,并降低系统的成本。主要的研究内容包括1)间接矩阵变换器驱动双异步电机传动系统常规运行模式(双逆变级电路)的研究;2)间接矩阵变换器驱动双异步电机传动系统容错运行模式(五脚逆变级电路)的研究;3)基于间接矩阵变换器的多机传动系统与其他多机交流传动系统的比较研究。 本项目取得的主要研究成果包括1)一台10kW间接矩阵变换器样机,包括改进的IGBT驱动保护电路;2)间接矩阵变换器的零矢量重叠调制策略和零矢量交错调制策略;3)基于间接矩阵变换器的多机传动系统矢量控制方案;4)间接矩阵变换器输入侧无功功率的调节方法;5)基于瞬时功率理论的间接矩阵变换器改进调制策略;6)基于间接矩阵变换器的多机传动系统容错运行机制;7)提高五桥臂逆变器电压利用率的调制策略。通过上述研究工作,实现了一种高性能、高效率、高功率因数、高可靠性且结构紧凑、控制灵活、宽调速范围的新型多机传动系统。