矩阵变换器非正常工况控制策略：双空间矢量调制与滤波器应用

"该研究探讨了非正常工况下，如电网电压波动和负载突变时，双空间矢量调制的矩阵变换器控制策略。通过建立带输出滤波器的矩阵变换器等效电路模型，设计了dq坐标系下的PI闭环控制系统，以减少输出和输入的干扰。通过仿真和实验验证了控制策略的有效性。" 本文主要关注的是矩阵变换器在非正常工况下的运行控制，特别是如何通过双空间矢量调制技术改善其性能。矩阵变换器是一种电力电子设备，它可以实现交流电到交流电的直接转换，而无需中间直流环节。然而，由于缺乏大电容或电感储能，矩阵变换器在电网电压波动或负载变化时可能会遇到挑战。 首先，研究中建立了基于双空间矢量控制的矩阵变换器等效数学模型，并添加了输出滤波器来提高系统的稳定性和滤波效果。这一模型允许更精确地模拟和控制变换器的行为，尤其是在复杂工况下。 在dq坐标系下，设计了一个PI闭环控制系统，这是电力电子控制中常用的一种方法。dq坐标系是将三相系统转换为两相直轴(d)和交轴(q)坐标，便于分析和控制。该系统通过反馈控制输出电压瞬时值，以应对电网电压波动和负载突变，从而减小输出和输入的干扰。 文中详细介绍了dq坐标系下的传递函数建立过程，以及如何通过坐标变换得到合成矢量模型，简化了控制系统的分析和设计。通过对逆变环节的电路方程进行建模和变换，得到了单输入单输出的系统，这有助于实现更精确的控制。 接着，设计了闭环控制系统，分析了在空载情况下的开环传递函数，进一步确保系统对输入电压扰动的稳定性。然而，对于不平衡的三相输入电压，现有策略可能不足以完全消除输入电流性能的恶化问题。 在非正常工况下，控制策略的分析指出，虽然现有的闭环控制能适应一定的电压波动，但可能无法充分优化输入电流性能。因此，未来的研究可能需要更深入地探索如何在保证输出稳定的同时，改善矩阵变换器在异常条件下的输入电流质量。 该研究提供了一种针对非正常工况下矩阵变换器的控制策略，通过仿真和实验验证了其有效性。这种方法有助于增强矩阵变换器在实际应用中的鲁棒性和效率，尤其是在电网环境不稳定或负载动态变化的场景下。