高频链矩阵式整流器矢量调制与相位补偿控制研究

发布时间：2017-07-20 15:28

  本文关键词：高频链矩阵式整流器矢量调制与相位补偿控制研究

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【摘要】：随着各种电力电子装置表现出高频化、数字化、模块化和绿色化的发展趋势,本文对具有高功率因数的高频链矩阵式整流器(Matrix Rectifier,简称MR)的改进研究具有突出实际意义。首先,在对高频链MR拓扑结构以及电流空间矢量调制原理进行分析的基础上,针对矩阵式变换器换流复杂的问题,本文提出一种适用于高频链MR电流空间矢量调制的半自然一步换流策略。该策略仅通过DSP就能够实现高频链矩阵式整流器的安全换流,省去了额外的可编程逻辑器件。同时本文对变换器的换流过程进行了详细的分析,证明了基于该换流策略的电流空间矢量调制方式可以减小换流器件的电压应力,能够有效提高变换器的工作效率和换流过程的安全性与可靠性。然后,为了克服输入滤波器对输入电流的影响,本文采用带相位补偿的空间矢量调制方式;同时,对系统的结构进行了优化设计,根据高频链MR的拓扑结构特点,本文在传统LC输入滤波器输出端口后串入一个感值约等于变压器漏感的小电感,构成等效LCL滤波器。本文提出采用带相位补偿的控制方式与该优化结构相结合的思路,有效改善了变换器的输入性能。最后,为了验证调制方式与控制策略的正确性,本文采用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建高频链MR的仿真模型,并通过S函数编写程序实现电流空间矢量调制算法,得到仿真结果;同时采用TI公司的DSP TMS320F2812搭建实验平台,实现了系统的数字化控制,得到实验结果。仿真结果、实验结果与本文理论分析相一致,验证了所提出的半自然一步换流策略、带相位补偿的空间矢量调制与结构优化相结合思路的有效性、优越性。
【关键词】：高频链矩阵式整流器 电流空间矢量调制 一步换流 相位补偿 结构优化 等效LCL滤波器
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-12
• 1.2 矩阵式整流器的国内外研究动态12-17
• 1.2.1 矩阵式整流器的发展12-17
• 1.2.2 矩阵式整流器的调制方式17
• 1.3 本文的主要研究内容17-19
• 第2章 高频链MR的电流空间矢量调制19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 矩阵式整流器(MR)的拓扑结构19-22
• 2.3 高频链矩阵式整流器的调制方法22-35
• 2.3.1 MR电流空间矢量(SVPWM)调制基本原理22-25
• 2.3.2 扇区的划分及判断25-28
• 2.3.3 矢量作用时间的计算28-31
• 2.3.4 矢量合成方式31-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 高频链MR的一步换流空间矢量调制36-47
• 3.1 引言36
• 3.2 高频链MR电流空间矢量调制的一步换流策略36-42
• 3.2.1 换流问题概述36-37
• 3.2.2 新提出的半自然一步换流策略37-42
• 3.3 换流过程暂态分析42-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 MR的数学模型及其相位补偿控制47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 MR的数学模型47-51
• 4.2.1 三相静止坐标系中MR的一般数学模型47-49
• 4.2.2 dq坐标系中MR的数学模型49-51
• 4.3 考虑输入滤波器影响的控制策略51-55
• 4.3.1 输入滤波器的影响及MR的相位补偿52-53
• 4.3.2 LC输入滤波器的设计53-55
• 4.4 系统结构的优化设计55-58
• 4.4.1 LCL滤波器的数学模型55-57
• 4.4.2 LCL滤波器的参数设计57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 系统仿真与实验研究59-74
• 5.1 引言59
• 5.2 系统仿真与结果分析59-65
• 5.2.1 普通的电流SVPWM调制方式仿真结果59-64
• 5.2.2 基于半自然一步换流策略的电流SVPWM调制方式仿真结果64-65
• 5.3 软件系统设计65-67
• 5.4 实验结果与分析67-73
• 5.4.1 普通的电流SVPWM调制实验结果分析68-70
• 5.4.2 考虑输入滤波器影响的相位补偿控制结果分析70
• 5.4.3 改进的基于半自然一步换流策略的SVPWM调制实验结果分析70-73
• 5.5 本章小结73-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果80-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：568755