《基於非均勻周期採樣調製的雙級矩陣變換器的研究》是依託哈爾濱工業大學，由劉洪臣擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於非均勻周期採樣調製的雙級矩陣變換器的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉洪臣
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雙級矩陣變換器(TSMC)具有顯著的節能效果，已在變頻調速、風力發電、車輛牽引等系統中得到了廣泛套用。.針對降低TSMC輸出電壓中的諧波含量的需求，本項目將研究一種新型的TSMC調製策略-非均勻周期採樣調製。該策略可將調製算法與信號採樣-重構理論進行有機結合，並能夠給出電力變換器調製策略的一般性闡述。首先，基於多解析度分析理論，構造出一種非均勻周期採樣函式，並對理想輸出信號進行非均勻周期採樣，利用相關的採樣點實現了TSMC的調製；然後，提出了TSMC整流級與逆變級非均勻周期採樣的綜合性調製策略，進而實現了整流級的零電流換流；進一步地，拓展了新的調製策略，提高了TSMC的電壓傳輸比；最後，給出了TSMC在新的調製策略下抵禦不對稱輸入，抑制共模電壓的方法。.本項目所提出的新策略，即易於實施又能夠有效地提高輸出電壓中基波成分所占的比重，為TSMC的調製技術及相關的工程套用奠定了堅實基礎。
結題摘要
項目開展了雙級矩陣變換器基於非均勻周期採樣的調製策略的研究。對雙級矩陣變換器雙空間矢量分析的基礎上，將小波調製套用於雙級矩陣變換器中，分析了小波調製的基本工作原理，利用構造的函式進行非均勻周期採樣。詳細推導了利用小波分析理論實現對雙級矩陣變換器整流級及逆變級進行調製。最後將基於小波調製的整流級和逆變級相結合實現了雙級矩陣變換器的小波調製，並對其輸出電壓傳輸比進行了分析。 對雙級矩陣變換器的共模電壓進行了研究。共模電壓的分布規律與所採用的調製策略相關。項目分別採用四種調製策略抑制其共模電壓，分別為重新排列零矢量分布的調製策略、相鄰矢量代替零矢量的調製策略、逆變側無零矢量脈寬調製策略以及改變中間直流電壓值的調製策略，均降低了雙級矩陣變換器共模電壓幅值。並研究了雙級矩陣變換器一個開關周期開關次數、能否實現零電流換流和電壓傳輸比的相關變化。針對小波調製的雙級矩陣變換器，研究了其共模電壓分布規律。 對雙級矩陣變換器的逆變級採用小波調製的電壓調製比的理論進行分析。再假設矩陣變換器整流級輸出直流電壓的局部平局值恆定的條件上，分析小波調製的電壓調製比M的線性調製範圍，推導M的求解方法，並分別用小波調製、SPWM和SVPWM對三相逆變器進行控制，比較調製比的線性調製範圍以及輸出線電壓的頻譜。結果表明，小波調製的調製範圍大於SPWM和SVPWM，並且在調製比相同時，小波調製輸出電壓諧波畸變率更小。 以二極體箝位式三電平逆變器為研究對象，對單相二極體箝位式三電平逆變器及三相三電平逆變器的小波調製策略進行研究，並將研究結果與SPWM調製策略進行比較。同時研究小波調製總採樣組數與電壓諧波畸變率間的關係，並對逆變器的輸出電壓進行傅立葉分析，得到基波電壓和諧波畸變率的理論值，以驗證小波分析的正確性。同時，研究小波調製策略下的中點電位波形，並採用硬體電路對中點電位平衡進行控制。 對三相Z源逆變器理論分析的基礎上，將Z源網路引入到雙級矩陣變換器中，構建基於Z源的三相雙級矩陣變換器電路拓撲結構。從理論上推導出矩陣變換器電壓傳輸比與Z源升壓因子和調製因子之間的關係表達式。針對多相電機驅動系統，研究了適用於五相電機驅動系統的三相-五相雙級矩陣變換器，並提出一種降低五相雙級矩陣變換器共模電壓的方法。研究了基於Z源的五相雙級矩陣變換器。分析了這種多相矩陣變換器的工作原理和調製策略。最後
