新型双级矩阵式变换器驱动永磁同步电机调速系统研究

双级矩阵式变换器是一种新型交－交变换器拓扑，它不仅具有传统矩阵式变换器的各项优点，而且结构更加紧凑、控制更加灵活。本课题采用逆阻式IGBT构成双级矩阵式变换器的整流级电路，可进一步提高装置的性能和效率。研究逆阻式IGBT整流级电路的开关特性及运行机理，提出相应的换流控制方法。将双级矩阵式变换器中整流级电路和逆变级电路的脉宽调制过程综合考虑，提出优化的空间矢量组合调制策略。将双级矩阵式变换器用于驱动永磁同步电机，研究由中间直流环节电流估计电机电流的重构算法，并在此基础上提出无位置传感器-无电机电流传感器的永磁同步电机矢量控制方法。采用有限状态机理论进行双级矩阵式变换器－永磁同步电机调速系统的控制过程建模，将空间矢量调制策略、矢量控制算法转化为对开关状态及其转换轨迹的控制，实现一种高性能、高效率、高功率因数、高可靠性且结构紧凑、控制灵活的新型交流调速电力电子集成系统。