[实用新型]双极矩阵变换器和基于双极矩阵变换器的异步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及交-交电源变换技术，特别是涉及一种双极矩阵变换器和基于双极矩阵变换器的异步电机。 

背景技术

矩阵变换器作为一种新型的交-交直接电源变换器，允许频率单极变换，无需大容量的储能元件，可以使输入功率因数达到0.99以上，并且可以自由调节，且与负载的功率因数无关；另外，矩阵变换器还能实现电机四象限运行，从而实现了能量的双向流动。 

基于上述可知，矩阵变换器的应用前景是很广阔的，例如，在电动机调速、变频电源、高压大功率变换以及功率因数校正等领域均具有很好的应用前景；从而针对矩阵变换器的研究是非常必要的。 

有鉴于现有的矩阵变换器的研究的必要性，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的双极矩阵变换器和基于双极矩阵变换器的异步电机，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进，终于创设出确具实用价值的本实用新型。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种双极矩阵变换器和基于双极矩阵变换器的异步电机，所要解决的技术问题包括，提高功率因数，减少谐波污染，并优化供电系统的电能。 

本实用新型的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。 

依据本实用新型提出的一种双极矩阵变换器，包括：信号调理电路、主控制板、驱动及隔离电源板以及双极矩阵变换器主电路；所述信号调理电路与主控制板连接，并向主控制板输出所述双极矩阵变换器的输入侧和输出侧的三相电压瞬时信号的调理后的采样信号以及该采样信号的相位信息；所述主控制板还与驱动及隔离电源板连接，且主控制板包括：数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD，所述DSP与CPLD连接，且所述DSP和CPLD均与信号调理电路以及驱动及隔离电源板连接，所述DSP接收所述信号调理电路传输来的采样信号和相位信息，并向所述驱动及隔离电源板和CPLD输出多路脉冲宽度调整PWM控制信号，所述CPLD接收所述信 号调理电路传输来的相位信息，并向所述驱动及隔离电源板输出多路PWM控制信号；所述双极矩阵变换器主电路与驱动及隔离电源板连接，且双极矩阵变换器主电路包括：整流级电路和逆变级电路，所述整流级电路和逆变级电路均与驱动及隔离电源板连接，且所述整流级电路与逆变级电路连接。 

较佳的，前述的双极矩阵变换器，其中所述双极矩阵变换器还包括：输入滤波器，与所述双极矩阵变换器的整流级电路连接。 

较佳的，前述的双极矩阵变换器，其中所述信号调理电路包括：两个六通道的模数转换器。 

较佳的，前述的双极矩阵变换器，其中所述模数转换器包括：型号为ADS8364的模数转换器。 

较佳的，前述的双极矩阵变换器，其中所述DSP包括：型号为TMS320F2407的DSP。 

较佳的，前述的双极矩阵变换器，其中所述CPLD包括：型号为EPM1270的CPLD。 

本实用新型还提供一种基于双极矩阵变换器的异步电机，包括异步电机单元以及上述双极矩阵变换器，所述异步电机单元与所述双极矩阵变换器连接。 

借由上述技术方案，本实用新型的双极矩阵变换器和基于双极矩阵变换器的异步电机至少具有下列优点以及有益效果：本实用新型的在双级矩阵变换器的外围电路中，通过利用DSP完成SVPWM算法，生成6路PWM控制信号，再通过CPLD进行逻辑计算，实现PWM脉冲的译码处理和四步换流过程，最终把调制好的脉冲信号送到IGBT中；由于信号调制解调出来，经过滤波后可以得到理想波形，因此，本实用新型提高了功率因数，同时减少了谐波污染，优化了供电系统的电能。 

综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。 

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合说明书附图，详细说明如下。 

附图说明

图1为三相-三相交-交矩阵变换器的拓扑结构图； 

图2为避免输入侧短路的示意图； 

图3为避免输入侧开路的示意图； 

图4为输入电流空间矢量分布示意图； 

图5为参考矢量合成示意图； 

图6为三相电压波形图； 

图7为本实用新型的双极矩阵变换器的结构示意图； 

图8为本实用新型的初始化程序流程图；