本文關(guān)鍵詞： 間接矩陣式電力變換器 擴(kuò)頻調(diào)制 諧波幅值 頻譜分布控制　出處：《大連理工大學(xué)》2014年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：間接矩陣式電力變換器(簡(jiǎn)稱(chēng)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(huì)導(dǎo)致輸出電壓諧波集中在整數(shù)倍開(kāi)關(guān)頻率附近,形成離散高幅值頻譜,這些諧波的高幅值特點(diǎn)會(huì)引起電磁干擾等問(wèn)題。擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)通過(guò)改變開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)刻,將離散的諧波擴(kuò)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(kuò)頻調(diào)制的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。 本文闡述了擴(kuò)頻調(diào)制的基本原理和擴(kuò)頻調(diào)制的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)仿真直觀地分析了周期型和混沌型調(diào)制信號(hào)的擴(kuò)頻調(diào)制特點(diǎn),并將周期信號(hào)和混沌信號(hào)混合使用,分析了混合調(diào)制信號(hào)的擴(kuò)頻調(diào)制特點(diǎn)。在所建立的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,對(duì)比分析了周期信號(hào)、混沌信號(hào)和以頻率被1ogistic混沌序列調(diào)制的三角信號(hào)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(hào)不僅具有周期調(diào)制信號(hào)限制擴(kuò)頻范圍的作用,而且具有混沌調(diào)制信號(hào)有效降低諧波幅值的優(yōu)勢(shì)。 針對(duì)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(qiáng)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(yīng)用于間接矩陣變換器,以此來(lái)擴(kuò)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(huì)增加間接矩陣變換器產(chǎn)生窄脈沖的幾率,導(dǎo)致?lián)Q流困難。為此,本文通過(guò)使用整流級(jí)含有零矢量的調(diào)制方式,延長(zhǎng)了整流級(jí)零電流換流時(shí)間,并且通過(guò)適當(dāng)選擇調(diào)制波和載波形狀,簡(jiǎn)化了換流過(guò)程。在間接矩陣變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,與恒定載波頻率調(diào)制技術(shù)對(duì)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(jī)脈沖位置調(diào)制技術(shù),各具特點(diǎn)。第一種是基于馬爾科夫鏈隨機(jī)選擇的整流級(jí)四種脈沖位置的調(diào)制,可以避免整流級(jí)在載波期間的換流過(guò)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(jī)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(gè)載波周期內(nèi)隨機(jī)延時(shí)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(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了三種隨機(jī)脈沖位置調(diào)制技術(shù)的有效性。 釗對(duì)擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)只能擴(kuò)展諧波頻譜而無(wú)法有目的地改變頻譜分布的問(wèn)題,本文在預(yù)電流控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種能夠間接控制頻譜分布的技術(shù),并將其應(yīng)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(guò)濾波器的電流誤差作為控制目標(biāo),在實(shí)現(xiàn)電流跟蹤控制的同時(shí),通過(guò)選擇不同的濾波器來(lái)間接控制輸出電壓的頻譜分布,減少預(yù)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(kāi)關(guān)頻率隨時(shí)間變化的周期分量而產(chǎn)生的高幅值諧波,達(dá)到了改善頻譜的目的。設(shè)計(jì)了基于FPGA和DSP的控制系統(tǒng),建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)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(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1515620