發(fā)布時間：2018-02-16 13:25

  本文關鍵詞： 間接矩陣式電力變換器 擴頻調(diào)制 諧波幅值 頻譜分布控制　出處：《大連理工大學》2014年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：間接矩陣式電力變換器(簡稱間接矩陣變換器)傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)是規(guī)則脈沖寬度調(diào)制,這種調(diào)制會導致輸出電壓諧波集中在整數(shù)倍開關頻率附近,形成離散高幅值頻譜,這些諧波的高幅值特點會引起電磁干擾等問題。擴頻調(diào)制技術(shù)通過改變開關動作時刻,將離散的諧波擴展到較寬的范圍,從而降低諧波幅值。本文研究了間接矩陣變換器擴頻調(diào)制的基本原理和實現(xiàn)方法。 本文闡述了擴頻調(diào)制的基本原理和擴頻調(diào)制的實現(xiàn)過程,通過仿真直觀地分析了周期型和混沌型調(diào)制信號的擴頻調(diào)制特點,并將周期信號和混沌信號混合使用,分析了混合調(diào)制信號的擴頻調(diào)制特點。在所建立的實驗平臺上,對比分析了周期信號、混沌信號和以頻率被1ogistic混沌序列調(diào)制的三角信號分別調(diào)制后的輸出線電壓頻譜,與理論分析一致,證明了混合調(diào)制信號不僅具有周期調(diào)制信號限制擴頻范圍的作用,而且具有混沌調(diào)制信號有效降低諧波幅值的優(yōu)勢。 針對恒定載波頻率調(diào)制的間接矩陣變換器輸出電壓存在高幅值、強離散化的諧波現(xiàn)象,本文將混沌載波頻率調(diào)制技術(shù)應用于間接矩陣變換器,以此來擴展諧波邊帶,降低諧波幅值。分析了混沌載波頻率調(diào)制技術(shù)在調(diào)制前后輸出電壓頻譜和輸入輸出電流紋波的變化。但是,混沌載波頻率調(diào)制技術(shù)會增加間接矩陣變換器產(chǎn)生窄脈沖的幾率,導致?lián)Q流困難。為此,本文通過使用整流級含有零矢量的調(diào)制方式,延長了整流級零電流換流時間,并且通過適當選擇調(diào)制波和載波形狀,簡化了換流過程。在間接矩陣變換器實驗平臺上,與恒定載波頻率調(diào)制技術(shù)對比,證明了混沌載波頻率調(diào)制技術(shù)能夠有效地降低輸出電壓諧波幅值。 為了獲得恒定的載波頻率,本文提出了間接矩陣變換器三種基于載波的隨機脈沖位置調(diào)制技術(shù),各具特點。第一種是基于馬爾科夫鏈隨機選擇的整流級四種脈沖位置的調(diào)制,可以避免整流級在載波期間的換流過程,換流頻率較低,但具有有限的自由度,諧波幅值降低程度不明顯。第二種是隨機改變脈沖中心位置的調(diào)制,具有更大的自由度,可以獲得較平坦的諧波頻譜和較低的諧波幅值,但換流頻率較高。第三種是在整個載波周期內(nèi)隨機延時脈沖位置的調(diào)制,具有最大的自由度,可以獲得連續(xù)而平坦的諧波頻譜,諧波幅值最低,但換流頻率最高。與傳統(tǒng)載波調(diào)制技術(shù)對比,實驗結(jié)果驗證了三種隨機脈沖位置調(diào)制技術(shù)的有效性。 釗對擴頻調(diào)制技術(shù)只能擴展諧波頻譜而無法有目的地改變頻譜分布的問題,本文在預電流控制技術(shù)的基礎上,提出了一種能夠間接控制頻譜分布的技術(shù),并將其應用于間接矩陣變換器的輸出電壓頻譜分布控制中。該技術(shù)以經(jīng)過濾波器的電流誤差作為控制目標,在實現(xiàn)電流跟蹤控制的同時,通過選擇不同的濾波器來間接控制輸出電壓的頻譜分布,減少預電流控制技術(shù)所產(chǎn)生的低頻電壓諧波,消除了電壓頻譜中因開關頻率隨時間變化的周期分量而產(chǎn)生的高幅值諧波,達到了改善頻譜的目的。設計了基于FPGA和DSP的控制系統(tǒng),建立了實驗平臺,驗證了IMC的頻譜分布間接控制技術(shù)的可行性。
[Abstract]:The traditional modulation technique of the indirect matrix converter is regular pulse width modulation , which can cause the output voltage harmonic concentration to be concentrated in the vicinity of multiple switching frequencies to form a discrete high amplitude spectrum . The high amplitude characteristics of these harmonics can cause electromagnetic interference . The spread spectrum modulation technique extends the discrete harmonic to a wide range by changing the switching action time , and the fundamental principle and the implementation method of the spread spectrum modulation of the indirect matrix converter are studied . In this paper , the basic principle of spread spectrum modulation and the realization process of spread spectrum modulation are described , and the spread spectrum modulation characteristics of periodic and chaotic modulated signals are analyzed intuitively . In this paper , the chaotic carrier frequency modulation technique is applied to the indirect matrix converter to expand the harmonic sideband and reduce the harmonic amplitude . However , the chaotic carrier frequency modulation technique increases the frequency spectrum of the output voltage and the output current ripple before and after the modulation . In order to obtain a constant carrier frequency , this paper presents three kinds of carrier - based random pulse position modulation techniques for indirect matrix converter . The first is the modulation of four pulse positions based on Markov chain random selection . Based on the pre - current control technology , this paper puts forward a technique which can control the frequency spectrum distribution indirectly and apply it to the output voltage spectrum distribution control of the indirect matrix converter .

【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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本文編號：1515620