矩陣變換器共模電壓的研究與控制信號窄脈沖的抑制.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；對任意負載可以實現(xiàn)輸入功率因數(shù)為1；能量直接雙向流動，滿足電機四象限運行的要求；無需中間直流儲能環(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)制算法會產(chǎn)生開關(guān)控制信號窄脈沖，窄脈沖的出現(xiàn)可能導致?lián)Q流失敗，產(chǎn)生電壓電流尖峰信號，影響系統(tǒng)的輸入輸出性能。同時矩陣變換器輸出電壓中不可避免地會產(chǎn)生高頻共模信號，對負載及周圍

2、電氣設(shè)備產(chǎn)生很大危害。
　　 本文針對矩陣變換器中控制信號窄脈沖及共模電壓對系統(tǒng)的危害，通過適當調(diào)整占空比和合理選擇零輸出狀態(tài)對雙電壓合成調(diào)制策略進行了改進。
　　 首先，本文介紹了矩陣變換器的拓撲結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，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，對調(diào)制策略進行改進。分析了開關(guān)控

3、制信號窄脈沖導致?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，對窄脈沖存在的采樣周期內(nèi)小于最小換流時間的占空比進行調(diào)整，以達到了改善輸入輸出波形的目的。針對共模電壓對負載及周圍電氣設(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采樣周期內(nèi)共模電壓的瞬時值；針對四步換流的延時作用，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)所對應輸入相電壓，將共模電壓的最大瞬

4、時值減小到輸入相電壓幅值的√3/3倍。仿真結(jié)果驗證了改進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驗平臺?；趯嶒灅訖C，編程實現(xiàn)了本文控制策略，并對雙電壓合成調(diào)制策略的抗干擾特性、控制信號窄脈沖的危害性、共模電壓抑制的有效性等問題進行驗證。實驗結(jié)果表明，改進雙電壓調(diào)制策略避免了輸入輸出尖峰信號，改善了矩陣變