電力機(jī)車隨機(jī)脈寬調(diào)制策略與切換控制研究.pdf

1、采用電壓正弦脈寬調(diào)制（SPWM）和電壓空間矢量調(diào)制（SVPWM）在開(kāi)關(guān)頻率的倍頻處附近存在能量較高的諧波含量。隨機(jī)脈寬調(diào)制技術(shù)（RPWM）能夠分散頻譜，將開(kāi)關(guān)頻率倍頻處的諧波含量均勻分散在較寬頻率范圍內(nèi)，從而降低噪聲。
　　本文首先對(duì)SPWM諧波特性進(jìn)行分析，介紹了隨機(jī)PWM技術(shù)的基本原理，對(duì)隨機(jī)開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制（RFPWM）的頻率變化范圍進(jìn)行了實(shí)用設(shè)計(jì)。并分析了SVPWM基本原理，指出SVPWM實(shí)質(zhì)上是三相正弦調(diào)制注入零序分量，通過(guò)

2、隨機(jī)分配U0和U7兩個(gè)零矢量的作用時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)頻譜的分散作用。本文還提出了開(kāi)關(guān)頻率—零矢量雙隨機(jī)調(diào)制策略，指出雙隨機(jī)調(diào)制具有比單隨機(jī)調(diào)制更好的頻譜分散效果。利用Matlab軟件進(jìn)行了仿真分析，并通過(guò)實(shí)際的3kW樣機(jī)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了隨機(jī)脈寬調(diào)制策略的有效性。
　　在數(shù)字控制中采樣頻率往往與開(kāi)關(guān)頻率一致，采用隨機(jī)脈寬調(diào)制策略時(shí)，采樣頻率隨機(jī)。為說(shuō)明隨機(jī)脈寬調(diào)制策略是否對(duì)系統(tǒng)控制器性能產(chǎn)生影響，本文利用仿真軟件畫(huà)出控制器在離散化狀

3、態(tài)下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證RPWM技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能不會(huì)產(chǎn)生太大影響。
　　大功率電力機(jī)車牽引變流器具有開(kāi)關(guān)頻率低的特點(diǎn)，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，載波比變化范圍大，常采用多種調(diào)制模式策略，一般先異步調(diào)制，再普通同步調(diào)制，再采用優(yōu)化PWM，最后過(guò)渡到方波調(diào)制。本文對(duì)如何實(shí)現(xiàn)不同調(diào)制模式間的平滑切換進(jìn)行了研究。首先詳細(xì)分析了SHEPWM調(diào)制的作用原理，介紹了同步且對(duì)稱PWM調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方法，推導(dǎo)了輸出諧波電流表達(dá)式。然后分析了異步調(diào)