使用矩阵变换器实现农用转换器

B。来自克利须那神
副教授,Bharath大学印度钦奈- 600073

文摘

本文的目的是描述工作参与调查的实现单相矩阵变换器(SPMC)作为农用转换器被动荷载条件。SPMC成功实现的构想,设计和实现了合成输出使用著名的正弦脉宽调制(SPWM)技术与igbt功率切换设备。显示结果的有效性,模拟了通过电力系统在MATLAB / SIMULINK软件包块。

介绍

矩阵变换器已经知道为农用提供一个“硅”解决方案转换,消除需要活性储能组件中使用传统的基于rectifier-inverter系统牵引,拓扑Gyugyi于1976年第一次被提出。电路就是这样安排的任何输出线转换器可以连接到任何输入线。本文的主要目的是描述的成功实现SPMC已经构思,设计并实现了合成输出使用众所周知的变频调速技术。

了SPMC

SPMC需要4个双向开关每个能够在两个方向进行电流,阻塞正向和反向电压。的igbt作为功率开关相结合的积极属性是机器和场效应管。使用状态是传导损失较低,特别是在阻断电压较大的设备,但切换的时间也更长,尤其是在断开而场效电晶体可以开启和关闭的速度快得多,但他们的开态传导损失更大,尤其是在高等阻塞设备额定电压。因此,igbt开态压降较低与高闭锁电压功能除了快速交换速度。研究人员之间也很受欢迎,可能导致高功率应用精细控制的合理快速交换频率。

矩阵变换器是一种迫使整流转换器使用数组双向开关控制为主要力量的元素创建一个变量输出电压系统无限制的频率。它没有任何直流连接电路和不需要任何大型能源存储元素。矩阵变换器有几个优势传统rectifier-inverter功率变频器类型。它提供了正弦输入和输出波形,以最小的高阶谐波和次谐波;它固有的双向能量流能力;输入功率因数可以完全控制。最后但并非最不重要,它有最小的能源存储需求,使得摆脱笨重和终身储能电容器。矩阵变换器的主要特点是简单、紧凑的电源电路,一代的负载电压与任意的振幅和频率、正弦输入和输出电流,统一操作任何负载功率因数,再生能力。

SPMC电路配置

SPMC的输入和输出电压是由(1)和(2)分别加载在(3),

切换策略:

驱动电路设计生成SPWM模式用于控制电源开关,包括SPMC电路中的igbt。4双向开关的开关角,sij (i = 1、2、3、4和j = a, b) a和b分别代表司机1和2。

然后应用以下规则;

2.1.1在任何时候不”,只有两个开关sij (i = 1、4和j = a)将在“上”在良性循环状态,进行电流的输入源(1)

2.1.2在任何时候不只有两个开关sij (i = 1、4和j = b)将在“上”状态,进行输入源的电流在负周期(2)状态。

2.1.3在任何时候不只有两个开关Sij (i = 2、3和j = b)将在“上”在良性循环状态,进行电流的输入源(3)状态。

2.1.4在任何时候不只有两个开关sij(=我= 2,3药品等)将在“上”状态,进行输入源的电流在负周期(4)

开关控制序列:

输出频率合成在输入频率为50 hz的倍数(50赫兹说,100赫兹和150赫兹)。转换的序列是依赖于时间间隔和驱动电路的状态。

考虑到输出的频率是50赫兹。为了达到这个目标,当电源电压为正的开关状态1 (Sla和S4a打开)。另一方面切换状态2 -周期期间使用产生下一个周期的一半

正弦脉冲宽度调制

正弦脉宽调制是常用的工业应用。正弦脉宽调制(SPWM)波是一个众所周知的塑造在电力电子技术。为实现高频三角载波信号,Vc,相比之下,一个正弦参考信号,Vr所需的频率。交叉的点是用来确定切换瞬间。参考信号的幅度比(Vr)的三角信号(Vc)被称为调制指数(mi)。输出电压的基波分量的大小正比于mi。振幅Vc thetriangular信号通常是保持不变的。通过改变调制指数,可以控制输出电压。参考信号的频率fr决定逆变器的输出频率fo,及其峰值振幅Ar控制调制指数M,然后反过来RMS输出电压签证官。每半周期脉冲的数量取决于carrierfrequency。

SPMC的主要模型包括双向开关模块和驱动电路。乘法器的驱动电路用于不同采样正弦参考信号的大小来改变SPWM的调制指数。调制指数输入数据的形式和范围从1到10的整数。乘法器的输出将被用来与载波信号,因此生产所需的SPWM开关信号。

MATLAB SPMC模型是由使用sim。电力系统模块双向开关模块是由连接两个IGBT。计算机模拟SPMC使用MATLAB仿真软件和相应的结果R和RL负载。仿真参数表中解释道。图显示了SPMC发达模型通过使用美国职业足球大联盟的执行直接农用转换器的操作。

仿真结果

SPMC模拟切换策略被实现在所有SPMC模型的四个州,结果下面所示的数据50 hz, 100 hz, 150 hz,合成从供应操作根本50赫兹的频率。仿真模型可以用来研究SPMC作为农用转换器的行为在不同的运行条件,包括不同的参考频率。

结论

摘要单相与被动单相矩阵变换器负载条件和其优势对商业设备。SPMC电路设计和模拟,不需要直流环节的传统模式。模拟输出波形显示SPMC电路在MLS的成功实现软件。这些模拟结果SPMC说明它是可行的,实现矩阵变换器作为频率升压转换器。进一步的工作需要实现低通滤波器的输出,以确保连续波形的实际应用。还与RL负载,使用时不受欢迎的峰值似乎与合理程度的大小,需要消除。这可能可以使用小说变换解决策略。

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