矩陣變換器共模電壓的研究與控制信號(hào)窄脈沖的抑制.pdf

1、矩陣變換器是一種直接型的交-交變頻裝置，具備理想變頻電源所需的重要特性：具有正弦的輸入輸出；對(duì)任意負(fù)載可以實(shí)現(xiàn)輸入功率因數(shù)為1；能量直接雙向流動(dòng)，滿足電機(jī)四象限運(yùn)行的要求；無需中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，符合模塊化的發(fā)展方向。但由于受調(diào)制算法及輸入輸出波形的限制，雙電壓合成調(diào)制算法會(huì)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)窄脈沖，窄脈沖的出現(xiàn)可能導(dǎo)致?lián)Q流失敗，產(chǎn)生電壓電流尖峰信號(hào)，影響系統(tǒng)的輸入輸出性能。同時(shí)矩陣變換器輸出電壓中不可避免地會(huì)產(chǎn)生高頻共模信號(hào)，對(duì)負(fù)載及周圍

2、電氣設(shè)備產(chǎn)生很大危害。
　　 本文針對(duì)矩陣變換器中控制信號(hào)窄脈沖及共模電壓對(duì)系統(tǒng)的危害，通過適當(dāng)調(diào)整占空比和合理選擇零輸出狀態(tài)對(duì)雙電壓合成調(diào)制策略進(jìn)行了改進(jìn)。
　　 首先，本文介紹了矩陣變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，闡述了雙電壓合成調(diào)制策略基本原理?；贛atlab/Simulink仿真平臺(tái)建立了雙電壓合成矩陣變換器仿真模型，仿真結(jié)果證明了雙電壓合成調(diào)制策略的可行性和優(yōu)越的抗干擾特性。其次，對(duì)調(diào)制策略進(jìn)行改進(jìn)。分析了開關(guān)控

3、制信號(hào)窄脈沖導(dǎo)致?lián)Q流失敗的原因；提出了新穎的窄脈沖抑制方法，在保證輸出電壓不變的基礎(chǔ)上，對(duì)窄脈沖存在的采樣周期內(nèi)小于最小換流時(shí)間的占空比進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到了改善輸入輸出波形的目的。針對(duì)共模電壓對(duì)負(fù)載及周圍電氣設(shè)備的危害性能，本文分析了基本的雙電壓合成矩陣變換器在一個(gè)采樣周期內(nèi)共模電壓的瞬時(shí)值；針對(duì)四步換流的延時(shí)作用，分析了影響共模電壓誤差的決定因素及采樣周期內(nèi)共模電壓平均值的改變；通過合理選擇零輸出狀態(tài)所對(duì)應(yīng)輸入相電壓，將共模電壓的最大瞬

4、時(shí)值減小到輸入相電壓幅值的√3/3倍。仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)控制策略的正確性和有效性。最后，在理論研究和仿真分析的基礎(chǔ)上，采用DSP芯片TMS320F28335為主控制器，以FPGA芯片EP1C6T144C8為協(xié)處理器搭建矩陣變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?；趯?shí)驗(yàn)樣機(jī)，編程實(shí)現(xiàn)了本文控制策略，并對(duì)雙電壓合成調(diào)制策略的抗干擾特性、控制信號(hào)窄脈沖的危害性、共模電壓抑制的有效性等問題進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)雙電壓調(diào)制策略避免了輸入輸出尖峰信號(hào)，改善了矩陣變