基于双级矩阵变换器的变速恒频电源系统的稳定性分析及其改善措施

秦显慧　周　波　刘晓宇　雷家兴　韩　娜（江苏省新能源发电与电能变换重点实验室（南京航空航天大学） 南京　210016）



基于双级矩阵变换器的变速恒频电源系统的稳定性分析及其改善措施

秦显慧周波刘晓宇雷家兴韩娜
（江苏省新能源发电与电能变换重点实验室（南京航空航天大学） 南京210016）

基于双级矩阵变换器（TSMC）的变速恒频电源系统具有效率高、功率密度高、可靠性高和使用寿命长等诸多优点，在航空电源系统中具有广阔的应用前景。但受输入滤波器欠阻尼振荡的影响，基于TSMC的电源系统存在稳定性差的问题。本文讨论了输出侧LC滤波器和输出电压闭环对系统稳定性的影响，在输出电压双闭环的基础上，提出一种基于输入侧电容电压微分前馈的新型有源阻尼算法，改善了系统的稳定性。在定频和变频输入的条件下，实验结果均验证了该算法的有效性和可行性。

双级矩阵变换器变速恒频稳定性有源阻尼算法

0　引言

以空客A380和波音787为代表的现代大型客机都趋于采用体积小、重量轻且可靠性高的变频交流电源系统作为主电源［1，2］。由于航空电源系统中相当一部分负载仍需恒频供电［3］，变速恒频（Variable Speed Constant Frequency，VSCF）变换器在航空电源中仍不可或缺。矩阵变换器（Matrix Converter，MC）能直接实现交-交变换，无需储能电容，因此体积重量小、可靠性高且使用寿命长［4-8］。双级矩阵变换器（Two Stage MC，TSMC）在传统MC优势的基础上［9，10］，还具有无需四步换流、钳位电路简单、整流级可实现零电流开关［11］的优点，其应用技术得到了广泛而深入的研究。……