梁　莹　周　波　刘晓宇　秦显慧　魏佳丹

(南京航空航天大学 江苏省新能源发电与电能变换重点实验室　南京　210016)



TSMC-S/G系统起动时的安全换流策略研究

梁莹周波刘晓宇秦显慧魏佳丹

(南京航空航天大学 江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016)

摘要将双级矩阵变换器(TSMC)应用于起动/发电系统以提高系统的运行可靠性。系统起动时采用id=0的矢量控制策略，TSMC单向开关侧工作于不可控整流状态。针对系统起动工作时若电机功率因数角大于30°引起的换流问题，分析了一个扇区中不同开关状态下的电流流通路径，提出了一种可行的安全换流调制策略。该调制策略选择合适的作用矢量，并合理分配作用时间，可确保系统中电流始终存在流通回路。整个系统采用电流闭环实现恒转矩起动。仿真结果和实验结果均验证了系统起动安全换流策略的可行性与有效性。

关键词：双级矩阵变换器起动/发电系统安全换流空间矢量控制起动

Research on Safe Commutation Strategy in TSMC-S/G System at Starting

LiangYingZhouBoLiuXiaoyuQinXianhuiWeiJiadan

(Jiangsu Key Laboratory of New Energy Generation and Power Conversion Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing210016China)

AbstractThe two stage matrix converter (TSMC) is used in the starter/generator system to improve the reliability of the system.Theid=0 space vector control strategy is used at starting，and the unidirectional switch side of the TSMC is worked in the no controlled rectifier state.To solve the commutation problem caused by over 30° motor’s power factor angle，the current circulating paths with different switch states in a sector are analyzed.Then a feasible safe commutation modulation strategy is proposed，which selects appropriate vectors and allocates times reasonably，and thus ensures the existence of the current circulation loop in the system.In addition，the system uses the current closed-loop control to realize constant torque starting.The feasibility and effectiveness of the start strategy for safe commutation is validated by simulation and experimental results.

Keywords：Two stage matrix converter，starter/generator system，safe commutation，space vector control，start

0引言

起动/发电一体化技术将发动机中传统的起动机革除，减轻了重量、降低了系统成本、提高了系统可靠性，因此受到了人们的广泛关注[1，2]。功率变换器是起动/发电系统的关键部件之一，大多采用交直交型变换器，其直流侧含有储能电容，体积大，且降低了系统的可靠性。而双级矩阵变换器(Two Stage Matrix Converter，TSMC)无直流储能环节，且具有输出性能好、可实现能量双向流动以及输入功率因数高等[3-5]优点，将其应用于起动/发电系统可减小系统体积重量。……