基于混沌控制的四象限變流器研制及其EMI分析.pdf

1、四象限變流器具有單位功率因數(shù)工作狀態(tài)、網(wǎng)側(cè)電流正弦化、能量的雙向流動(dòng)等特性，因此被廣泛應(yīng)用于電力機(jī)車、光伏發(fā)電、風(fēng)電能源和有源電力濾波等領(lǐng)域。但與此同時(shí)，正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了四象限變流器豐富的高頻諧波，并產(chǎn)生了嚴(yán)重的高頻電磁干擾。如何從PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)這一干擾源頭上找到有效抑制四象限變流器的電磁干擾的方法已經(jīng)成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)，在這種情況下，混沌SPWM控制策略應(yīng)運(yùn)而生，采用這

2、種控制方法能夠有效抑制諧波分量峰值，從而實(shí)現(xiàn)抑制電磁干擾的目的。
　　本文首先介紹了單相四象限變流器的傳統(tǒng)控制方法和原理。在分析了傳統(tǒng)情況下四象限變流器交流側(cè)電流的諧波分布及由此產(chǎn)生的電磁干擾問(wèn)題后，針對(duì)傳統(tǒng)SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脈沖寬度調(diào)制)控制策略提出了改變其固有開關(guān)頻率的混沌SPWM控制策略。文中首先詳細(xì)介紹了混沌SPWM控制策略原理和頻率混沌變化的三角載波產(chǎn)生機(jī)理

3、，然后詳細(xì)分析、比較了兩種混沌映射的分叉圖，最后分別討論了兩種映射的參數(shù)和初值的選擇。以理論分析為基礎(chǔ)，本文在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)上搭建了單相四象限變流器的仿真模型。然后針對(duì)不同的SPWM控制策略做了相應(yīng)的仿真對(duì)比與分析，并重點(diǎn)比較了交流側(cè)電流的頻譜分布曲線，同時(shí)還研究了混沌控制策略對(duì)輸出電壓脈動(dòng)的影響。
　　在以上理論分析和仿真建模的基礎(chǔ)上，建立了單相四象限變流器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和基于DSP28335的控制系統(tǒng)。在文

4、中還對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及控制系統(tǒng)的各部分的參數(shù)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后，本文對(duì)采用混沌SPWM控制策略抑制單相四象限變流器的諧波分量的有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和傳導(dǎo)電磁干擾測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析比較了不同控制策略、不同混沌頻率變化范圍的交流電流波形、直流電壓波形，并重點(diǎn)分析比較了不同控制策略、不同混沌頻率變化范圍內(nèi)的交流電流頻譜曲線。通過(guò)系統(tǒng)的電磁傳導(dǎo)干擾測(cè)試的頻譜曲線比較，實(shí)驗(yàn)與理論分析和仿真對(duì)比相呼應(yīng)，均表明了本文提出的混沌SPWM控