中性点漂移技术在级联型高压变频器中的应用分析

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1、中性点漂移技术在级联型高压变频器中的应用研究摘要随着电力电子技术和计算机技术的发展，具有良好性能的高压变频器越来越被广泛应用。高压变频器能解决大功率风机、水泵类负载的软启动问题、调速问题，同时带来显著的节能效果。级联型高压变频器因其低谐波含量、高功率因数和完美的输出波形，获得了广阔的市场应用和良好的发展空间。载波相移SPWM技术可以在较低的器件开关频率的基础上实现较高的等效开关频率，将其应用在级联型高压变频器可有效的提高变频器的输出性能。输出电压的性能与载波相移的角度日有关。高压大功率系统一般要求很高的稳定性。特别是对于像能源、电力、石化、采矿等重要场合，系统出

2、故障是不允许的。如果设备无故停机，将会造成巨大的人民生命财产损失。本文对级联型高压变频器做了深入的研究，重点研究载波相移SPWM技术和中性点漂移技术。全文主要内容有以下几个方面。(1)本文分析了180。／N和360。／N(N为功率单元级联数)两种相移方式的特点。通过理论分析和大量的MATLAB／Simulink下的仿真结果得到一些有用的结论。变频器的输出性能与功率单元级联数N有关，当N为奇数时，两种相移方式的输出性能相差不大；当N为偶数时，系统的等效开关频率、谐波分布和输出电压的电平数在两种相移方式下有区别。最后的结论是：180。／Ⅳ相移方式优于360。／N相移

3、方式。(2)在前面对功率单元级联数目和谐波分布之间关系的基础上，本文提出了一种基于相同线电压谐波频带的中性点漂移技术。该方法通过对载波相移角度和频率调制比等参数的优化，实现了三个线电压的高次谐波频带保持一致。与常规的故障功率单元处理方法相比，该方法能增加输出线电压的幅值，同时能减少THD(TotalHarmonicDistortion)。通过仿真验证了该方法的有效性。(3)文章最后给出了6kV／1600kVA变频器的实验波形。实验结果同样验证了前面理论分析的正确性。关键词：高压变频器；SPWM；中性点漂移；谐波II硕士学位论文AbstractWiththedev

4、elopmentofpowerelectronicsandcomputertechnology’highperformancehighvoltageinverterhasbeenappliedextensively．ItcansolvetheproblemsofsoftstartandspeedregulationOilhighpowerfanorpump，andcansaveenergyremarkably．BecauseofitslowTHD，highpowerfactorandperfectoutputwaveshape，cellscascadedhigh

5、voltageinverterhaswideapplyingprospectandcapaciousdevelopingspace．CPS·SPWMcangetthehighequivalentswitchfrequencywithlowIGBTswitchfrequency．SotheperformanceofoutputvoltageofthecellscascadedhighvoltageinvertercanbcimprovedwhenCPS—SPWMisapplied．Theperformanceofoutputvoltagehassomethingt

6、odowiththecarrierphase·shifedangle0．Thehighvoltagehighpowersystemdemandshighreliability．Especiallyforsomeimportantoccasionssuchasenergy，electricpower，petroleum，mineandchemicalindustry,malfunctionisforbidden，andmachineunexpectedstopcanbingaboutenormouslossofpropertyandthepeoples’Slife

7、．Thethesishasconductedthoroughresearchoncellscascadedhighvoltageinverters．studiedtheCarrierPhase—ShiftedSPWMtechnique(CPS．SPWM)andtheneutralpointdriftingtechnology．Thethesisincludethefollowingcontents：(1)Twodifferentcarrierphase—shiftedanglesof180。／Nand360。／Ⅳ(Nisthenumberofcascadeuni

8、t)areanalyze