基于混沌控制的四象限變流器研制及其EMI分析.pdf

1、四象限變流器具有單位功率因數(shù)工作狀態(tài)、網(wǎng)側(cè)電流正弦化、能量的雙向流動等特性，因此被廣泛應(yīng)用于電力機車、光伏發(fā)電、風(fēng)電能源和有源電力濾波等領(lǐng)域。但與此同時，正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用帶來了四象限變流器豐富的高頻諧波，并產(chǎn)生了嚴重的高頻電磁干擾。如何從PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)這一干擾源頭上找到有效抑制四象限變流器的電磁干擾的方法已經(jīng)成為了一個研究熱點，在這種情況下，混沌SPWM控制策略應(yīng)運而生，采用這

2、種控制方法能夠有效抑制諧波分量峰值，從而實現(xiàn)抑制電磁干擾的目的。
　　本文首先介紹了單相四象限變流器的傳統(tǒng)控制方法和原理。在分析了傳統(tǒng)情況下四象限變流器交流側(cè)電流的諧波分布及由此產(chǎn)生的電磁干擾問題后，針對傳統(tǒng)SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脈沖寬度調(diào)制)控制策略提出了改變其固有開關(guān)頻率的混沌SPWM控制策略。文中首先詳細介紹了混沌SPWM控制策略原理和頻率混沌變化的三角載波產(chǎn)生機理

3、，然后詳細分析、比較了兩種混沌映射的分叉圖，最后分別討論了兩種映射的參數(shù)和初值的選擇。以理論分析為基礎(chǔ)，本文在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建了單相四象限變流器的仿真模型。然后針對不同的SPWM控制策略做了相應(yīng)的仿真對比與分析，并重點比較了交流側(cè)電流的頻譜分布曲線，同時還研究了混沌控制策略對輸出電壓脈動的影響。
　　在以上理論分析和仿真建模的基礎(chǔ)上，建立了單相四象限變流器的實驗平臺和基于DSP28335的控制系統(tǒng)。在文

4、中還對實驗平臺及控制系統(tǒng)的各部分的參數(shù)設(shè)計和電路設(shè)計進行了詳細介紹。最后，本文對采用混沌SPWM控制策略抑制單相四象限變流器的諧波分量的有效性進行了實驗驗證和傳導(dǎo)電磁干擾測試。在實驗結(jié)果中分析比較了不同控制策略、不同混沌頻率變化范圍的交流電流波形、直流電壓波形，并重點分析比較了不同控制策略、不同混沌頻率變化范圍內(nèi)的交流電流頻譜曲線。通過系統(tǒng)的電磁傳導(dǎo)干擾測試的頻譜曲線比較，實驗與理論分析和仿真對比相呼應(yīng)，均表明了本文提出的混沌SPWM控