本文關(guān)鍵詞：基于雙SVPWM控制的矩陣變換器研究

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【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(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、功率因數(shù)高、無大容量直流儲(chǔ)能電容、對(duì)電網(wǎng)諧波污染少等優(yōu)點(diǎn)，成為了人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。 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?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其變頻過程，并對(duì)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(jìn)行了詳細(xì)論述，且將傳統(tǒng)的SVPWM運(yùn)用于兩個(gè)虛擬過程，構(gòu)成雙SVPWM控制，即對(duì)兩個(gè)虛擬過程進(jìn)行空間矢量分析，推導(dǎo)出其扇區(qū)判斷條件和基準(zhǔn)矢量作用時(shí)間。通過對(duì)兩種矢量占空比進(jìn)行整合，，來實(shí)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(shí)，本文還對(duì)矩陣變換器的相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行了研究，針對(duì)換流方法中相對(duì)成熟的四步換流法，給出了具體的換流過程分析。對(duì)于輸入電流中因開關(guān)頻率影響的高次諧波對(duì)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(jì)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)單位功率因數(shù)運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值和頻率的同時(shí)調(diào)節(jié)，給出了一種變頻變壓控制策略，并針對(duì)上述控制方法進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 利用MATLAB軟件搭建了矩陣變換器的仿真模型，并對(duì)雙SVPWM控制策略和相關(guān)的技術(shù)問題進(jìn)行了仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析。然后，采用ARM(STM32F103RBT6)+CPLD為核心進(jìn)行了矩陣變換器的軟硬件設(shè)計(jì)，并搭建了矩陣變換器的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果驗(yàn)證了本文所提出的控制策略及實(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外矩陣變換器的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國(guó)外矩陣變換器研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國(guó)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(diǎn)及關(guān)鍵問題15-17
• 1.4.1 矩陣變換器的研究熱點(diǎn)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?jī)?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?fù)浣Y(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(shí)現(xiàn)37-41
• 3.1.1 常見雙向開關(guān)的構(gòu)成及其特點(diǎn)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(gè)問題41
• 3.2 輸入濾波器設(shè)計(jì)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(shí)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(fù)載變化對(duì)輸入特性的影響58-59
• 4.3 變頻變壓功能的實(shí)現(xiàn)59-60
• 4.4 輸出特性仿真研究60-71
• 4.4.1 不對(duì)稱輸入時(shí)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(jī)變壓變頻調(diào)速65-71
• 4.5 能量回饋驗(yàn)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(jì)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(jì)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(dòng)電路77-78
• 5.2.4 箝位電路78
• 5.2.5 信號(hào)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(jì)80-83
• 5.3.1 主程序設(shè)計(jì)80-81
• 5.3.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)81-83
• 5.4 CPLD 控制部分設(shè)計(jì)83-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 第6章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究85-89
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建85
• 6.2 實(shí)驗(yàn)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(xiàn)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：912484