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双级矩阵变换器(Two-Stage Matrix Converter简称TSMC)是目前颇具发展潜力的矩阵变换器,它具有输入功率因数可调、输出电压可调、能量可双向流动,换流较传统的矩阵变换器(Conversional Matrix Converter简称CMC)简单等优点。混合式双级矩阵变换器(Hybrid Two-Stage Matrix Converter简称混合式TSMC)是在TSMC基础上发展起来的一种新型拓扑结构的矩阵变换器,它具有常规TSMC优点,同时又克服了其不足:可以较好地抑制输入不平衡和提高电压传输比。论文以混合式TSMC控制策略为主要研究内容。论文首先分析了混合式TSMC的拓扑结构,建立了整个系统简化仿真模型。分析了混合式TSMC自身拓扑结构的特点,并介绍了通过补偿直流环节电压来抑制输入不平衡的混合式TSMC控制策略。提出了进一步提高混合式TSMC电压传输比的控制策略,该控制策略通过消除逆变级零矢量,提高了直流环节电压的利用率,达到提高电压传输比的目的。同时利用直流环节H桥变换器的调节功能,对逆变级输入电压进行调节,保证输出电压的对称正弦。仿真验证了控制策略的正确性。虽然混合式TSMC的开环控制策略可以提高TSMC抑制输入不平衡的能力,但是无法抑制输入电压波动和负载的线性扰动(加卸载)。论文提出了混合式TSMC的闭环控制策略,使混合式TSMC能够在上述扰动情况下自动调节逆变级的电压调制系数,可以根据扰动修正逆变级的占空比,维持输出电压幅值恒定。整个控制系统由三个环节构成,分别为前馈控制环节、H桥变换器控制环节、逆变级闭环控制环节。前馈控制环节主要保证H桥变换器控制环节的控制信号可以跟随输入电压变化,直流环节电压在输入电压跌落时仍然可以得到调节,拓宽输出电压的范围,提高传输电能的效率。仿真验证了控制策略的正确性。论文以DSP为控制核心,设计和制作了一台TSMC的实验样机,实验结果验证了TSMC调制策略的正确性,为混合式TSMC的研究提供了实验平台。