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矩陣變換器的模擬建模研究分析

      模型的開關(guān)矩陣是由9個(gè)雙向開關(guān)組成,而每一個(gè)雙向開關(guān)是由兩個(gè)IGBT和兩個(gè)二極管反并聯(lián)而成,每一個(gè)雙向開關(guān)中的IGBT都是單獨(dú)控制的。9個(gè)雙向開關(guān)按的接法構(gòu)成開關(guān)矩陣。三相電源模塊產(chǎn)生三相對(duì)稱電壓波形,是由三個(gè)單相電源構(gòu)成。三相負(fù)載可直接用三相電機(jī)模塊,也可用三相對(duì)稱的L-R電路。輸入電流相位確定模塊,先將三相輸入電壓的相位通過三相測(cè)量環(huán)節(jié)從三相電源中取出,再經(jīng)過三相極坐標(biāo)的變換,求出輸入電壓相位,然后加上所要求的電流滯后電壓的相位,可得輸入電流相位。本文取輸入電流與輸入電壓同相,即控制目的為功率因數(shù)為1。三相極坐標(biāo)的變換模塊是由SIMU-bbbb模塊所搭建成。

  系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定是作為常數(shù),輸入電壓調(diào)制比,PWM周期長(zhǎng)度,IGBT的開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間等參數(shù)。開關(guān)確定模塊是整個(gè)仿真模型的核心。它由控制策略和PWM周期分配兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。這兩個(gè)子系統(tǒng)都是由MATLAB6.0SIMUbbbb的S函數(shù)實(shí)現(xiàn)。控制策略部分根據(jù)輸入的情況,按照空間矢量調(diào)制法,求出每個(gè)PWM周期中,所需的5種不同的開關(guān)組合以及它們對(duì)應(yīng)5個(gè)占空比的大小。PWM周期分配部分再將其轉(zhuǎn)化為按時(shí)間規(guī)律變化的,每一時(shí)刻只有一種開關(guān)組合,并持續(xù)其應(yīng)占的時(shí)間。

  電流反饋環(huán)節(jié),是用于測(cè)定輸出三相電流的的方向。它是由三相測(cè)量環(huán)節(jié)和電壓比較器構(gòu)成。四步換流環(huán)節(jié)是用來保證開關(guān)矩陣中的雙向開關(guān)順利的開啟和關(guān)閉的。它是由S函數(shù)和SIMU-bbbb模塊共同構(gòu)成的。它接收開關(guān)確定模塊和電流反饋環(huán)節(jié)的輸出,在開關(guān)狀態(tài)發(fā)生切換時(shí),控制要關(guān)斷的雙向開關(guān)和要開啟的雙向開關(guān)中的4個(gè)IGBT,根據(jù)4步換流法,分4步完成開關(guān)的切換。輸出模塊,SIMUbbbb中提供了豐富的輸出接口,包括工作空間、示波器、圖形顯示記錄器、頻率分析儀以及文件輸出等,可根據(jù)需要選用。如可把數(shù)據(jù)存到工作空間或文件,以便進(jìn)行仿真后處理。

  

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