本文關(guān)鍵詞：基于雙SVPWM控制的矩陣變換器研究

  更多相關(guān)文章： 雙SVPWM控制策略 矩陣變換器 虛擬直流環(huán)節(jié) 阻尼輸入濾波器 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)

【摘要】：矩陣變換器是一種具有優(yōu)良控制性能和品質(zhì)的電力變換器。它以其結(jié)構(gòu)簡單、可控性強、功率因數(shù)高、無大容量直流儲能電容、對電網(wǎng)諧波污染少等優(yōu)點，成為了人們所關(guān)注的焦點。 本文首先介紹了幾種常見的電力變換器以及矩陣變換器的基本拓撲結(jié)構(gòu)及其變頻過程，并對矩陣變換器可等效交-直-交結(jié)構(gòu)的虛擬直流環(huán)節(jié)思想進行了詳細論述，且將傳統(tǒng)的SVPWM運用于兩個虛擬過程，構(gòu)成雙SVPWM控制，即對兩個虛擬過程進行空間矢量分析，推導(dǎo)出其扇區(qū)判斷條件和基準矢量作用時間。通過對兩種矢量占空比進行整合，，來實現(xiàn)交-交直接變換調(diào)制策略中開關(guān)狀態(tài)組合所需占空比。 同時，本文還對矩陣變換器的相關(guān)技術(shù)問題進行了研究，針對換流方法中相對成熟的四步換流法，給出了具體的換流過程分析。對于輸入電流中因開關(guān)頻率影響的高次諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生的污染，給出了一種帶阻尼輸入濾波器參數(shù)設(shè)計方法。然而，輸入濾波器的引入造成了網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的下降，因此，給出了一種網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)方法以實現(xiàn)系統(tǒng)單位功率因數(shù)運行。為實現(xiàn)輸出電壓幅值和頻率的同時調(diào)節(jié)，給出了一種變頻變壓控制策略，并針對上述控制方法進行了仿真與實驗驗證。 利用MATLAB軟件搭建了矩陣變換器的仿真模型，并對雙SVPWM控制策略和相關(guān)的技術(shù)問題進行了仿真驗證及結(jié)果分析。然后，采用ARM(STM32F103RBT6)+CPLD為核心進行了矩陣變換器的軟硬件設(shè)計，并搭建了矩陣變換器的硬件實驗平臺。在此平臺的基礎(chǔ)上進行大量的實驗研究，結(jié)果驗證了本文所提出的控制策略及實現(xiàn)方案的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：雙SVPWM控制策略 矩陣變換器 虛擬直流環(huán)節(jié) 阻尼輸入濾波器 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 常規(guī)電力變換器概述11-12
• 1.2 矩陣變換器的背景及研究意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外矩陣變換器的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外矩陣變換器研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)矩陣變換器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 矩陣變換器研究熱點及關(guān)鍵問題15-17
• 1.4.1 矩陣變換器的研究熱點15-16
• 1.4.2 矩陣變換器的關(guān)鍵問題16-17
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 矩陣變換器的基本原理18-37
• 2.1 矩陣變換器的基本拓撲結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 矩陣變換器的變頻過程19-21
• 2.3 基于等效交-直-交結(jié)構(gòu)的矩陣變換器21-25
• 2.3.1 虛擬直流環(huán)節(jié)思想21-23
• 2.3.2 矩陣變換器開關(guān)狀態(tài)表23-25
• 2.4 雙 SVPWM 控制策略25-36
• 2.4.1 虛擬逆變側(cè)輸出線電壓 SVPWM26-30
• 2.4.2 虛擬整流側(cè)輸入相電流 SVPWM30-33
• 2.4.3 MC 交-交直接變換調(diào)制策略33-35
• 2.4.4 雙 SVPWM 開關(guān)狀態(tài)優(yōu)化順序表35-36
• 2.4.5 九段式脈寬調(diào)制策略36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 矩陣變換器相關(guān)技術(shù)問題的研究37-52
• 3.1 雙向開關(guān)的構(gòu)成及其安全換流的實現(xiàn)37-41
• 3.1.1 常見雙向開關(guān)的構(gòu)成及其特點37-38
• 3.1.2 半軟化四步換流策略38-41
• 3.1.3 與換流相關(guān)的兩個問題41
• 3.2 輸入濾波器設(shè)計41-46
• 3.2.1 無阻尼輸入濾波器42-43
• 3.2.2 帶阻尼輸入濾波器43-46
• 3.3 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)方法研究46-50
• 3.4 變頻變壓功能的實現(xiàn)50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 矩陣變換器仿真研究52-74
• 4.1 矩陣變換器整體仿真模型的建立52-56
• 4.1.1 主電路仿真模型52-54
• 4.1.2 控制部分仿真模型54-55
• 4.1.3 整體仿真模型55-56
• 4.2 輸入特性仿真研究56-59
• 4.2.1 輸入相電流濾波前后仿真結(jié)果分析56-57
• 4.2.2 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)前后仿真結(jié)果分析57-58
• 4.2.3 負載變化對輸入特性的影響58-59
• 4.3 變頻變壓功能的實現(xiàn)59-60
• 4.4 輸出特性仿真研究60-71
• 4.4.1 不對稱輸入時仿真結(jié)果分析60-64
• 4.4.2 輸入輸出有功功率仿真結(jié)果分析64-65
• 4.4.3 三相異步電機變壓變頻調(diào)速65-71
• 4.5 能量回饋驗證71-73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 第5章 矩陣變換器的系統(tǒng)設(shè)計74-85
• 5.1 矩陣變換器的控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)74-75
• 5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計75-80
• 5.2.1 開關(guān)矩陣電路75-76
• 5.2.2 控制電路76-77
• 5.2.3 驅(qū)動電路77-78
• 5.2.4 箝位電路78
• 5.2.5 信號調(diào)理電路78-80
• 5.2.6 接觸器控制電路80
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計80-83
• 5.3.1 主程序設(shè)計80-81
• 5.3.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計81-83
• 5.4 CPLD 控制部分設(shè)計83-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 第6章 系統(tǒng)實驗研究85-89
• 6.1 實驗平臺搭建85
• 6.2 實驗結(jié)果分析85-88
• 6.3 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻91-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95-96
• 致謝96

【參考文獻】

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本文編號：912484