RB．IGBT矩阵变换器传动系统中的一种新颖两步换流策略.PDF

第25卷第3期 电工电能新技术 v01．25，No．3 2006年7月 Advanced ofElectrical and 2006 Technology EngineeringEnergy July 周大宁，刘亚东，黄立培 (清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084) 采用间接空间矢量调制算法，实现了该样机对一台异步电机的转差频率闭环恒压频比控制。提出 了一种新颖的两步换流策略实现了双向功率开关间的可靠换流。该换流策略不需要任何电流电 压传感器，仅依靠本文为RB．IGBT设计的驱动保护电路中的集．射电压检测单元即可获取换流所需 信息。文中最后给出了样机照片和在不同负载条件下系统的实验结果。实验结果表明，所提出的 换流策略是有效的，用于矩阵变换器．异步电机系统，具有较好的驱动性能。 关键词：矩阵变换器；RB．IGBT；两步换流 中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1003．3076(2006)03．0001—04 阵。为抑制开关过程中的电压电流应力，实验中在 1概述 每个双向开关两端并联一个0．22ttF的高频电容。 矩阵变换器由于不需要普通逆变器所必需的直 实际电路中，为抑制输入电流中的低频成分，在三个 流储能电容，其功率密度和可靠性可以得到有效提 输入滤波电感两端分别并联一个阻尼电阻。 高，使用寿命也大大延长。同时其成本、体积和重量 也被有效地减少或降低。与普通逆变器相比，矩阵 变换器更能忍受高温、粉尘等恶劣运行工况。 本文基于600V／100ARB—IGBT研制了一台三相 ／Z相矩阵变换器样机，采用基于虚拟整流器和虚拟 逆变器的间接空间矢量调制算法和一种新颖的两步 换流策略实现了对一台异步电机的转差频率闭环恒 压频比控制。文章首先简要介绍矩阵变换器样机结 构，随后分析了本文设计的一种新颖的两步换流策 略，最后给出了研制的样机照片和在不同负载条件 下矩阵变换器．异步电机系统的实验结果。 2矩阵变换器．异步电机驱动系统的构成 研制的三相／三相矩阵变换器样机如图1所示。 图1 矩阵变换器一异步电机驱动系统结构图 X Block ofmatrixconveaer-inducfionmotor 三相输入电压经输入滤波器送入3 3的双向开关 Fig．1 diagram drive 矩阵，双向开关矩阵的输出接至异步电机负载。 图1中的箝位电路由两个三相不控整流桥和箝 采用600V／100ARB．IGBT模块构成双向开关矩 位电容组成。输入侧所接的箝位电路用于避免输入 阵。每个模块内部包含六个RB．IGBT，构成三个双 过压引起的开关器件损坏；输出箝位电路用于避免 X 向开关。三个这样的模块即可构成3 3的开关矩 收稿日期：2006．仇．04 基金项目：国家自然科学基金资助项目 作者简介：周大宁(1977．)，男，江苏籍，博士生，主攻矩阵变换器技术和交流调速系统； 黄立培(1947．)，男，江苏籍，教授，博导，博士，从事电力电子与交流调速系统的教学与科研工作。 2 电工电能新技术 第25卷