400hz逆变器控制和并联技术研究

《400hz逆变器控制和并联技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TM464论文编号：102870318-SX114学科分类号：080804硕士学位论文400Hz逆变器控制和并联技术研究研究生姓名曹鸿学科、专业电气工程研究方向电力电子变换技术指导教师刘海春讲师南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationResearchonControlandParallelTechniquesfor400HzInvertersAThesisinElectricalEng

2、ineeringbyCaoHongAdvisedbyLecturerLiuHaichunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringFebruary,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要400Hz中频电源在机场和船舶等领域有着广泛的应用，作为机场地面和大型船舶舰面的重要供电设备，它需要具备提供大容量、高质量和高可靠性电能的能力，因此研究400Hz逆变器的波形控制技术以及并联技术具有重要的意义。本文针对这两个问题，结合理论分析与仿真实验验证，对基于T-NPC双桥臂拓扑的400Hz逆变器进行了深入的研究。400Hz逆变器基波频率高，输出电压中低频和高频谐波含量较高。首先研究了输出电压低频谐波

4、的抑制策略，分析了死区效应对逆变器输出波形的影响，指出死区效应是造成逆变器输出电压中产生低频奇次谐波的根本原因，并且死区时间越长、基波频率越高、载波比越大，输出电压中的低次谐波越明显。分别从控制层面和功率电路设计层面研究了输出电压中低次谐波的抑制方法，控制层面通过采用谐波谐振的控制增加低次谐波频率处的增益达到抑制低次谐波的目的，功率电路设计层面上通过降低开关频率来减小死区的影响。其中降低开关频率会增加数字控制系统延时而导致系统不稳定，因此文中研究了减小系统延时的方法，给出了在降低开关频率的同时维持系统稳定的解决方案。其次研究了400Hz逆变器输出电压高频谐波的抑制

5、策略，在传统LC型滤波器基础上研究了滤波器的无源阻尼和谐波陷阱的方式。指出了Rd−Cd型阻尼方式可以有效抑制LC型滤波器的谐振尖峰、增强系统鲁棒性，同时也能保持滤波器高频段的高衰减能力。并从阻尼效果和阻尼损耗两方面考虑，给出了Rd−Cd型阻尼方式参数选定的方法。根据谐波陷阱加入位置的不同将谐波陷阱方式分为串联型和并联型两种，其中串联型谐波陷阱在开关频率处提供高阻抗，在抑制输出电压中高频谐波的同时也能抑制电感电流中的高次谐波。本文将Rd−Cd型阻尼和串联型谐波陷阱结合，给出了LCtrap−LC−RC型滤波器的结构，进行了参数的选定并校验了采用该结构滤波器时系统控制的

6、稳定性。在单台逆变器控制技术研究的基础上，本文对400Hz逆变器的并联技术进行了研究。介绍了逆变器并联系统主从控制方案的原理，给出了采用数字控制时基于DSP和CPLD主从控制方案的实现方式。指出了传统主从控制下并联系统对主机工作可靠性的依赖，存在可靠性低、冗余性差等缺点，进而将传统主从控制方案改进为民主主从控制方案，并给出了系统自动择主逻辑的实现方式。本文分析了降低开关频率和加入谐波陷阱对逆变器并联系统环流的影响，将系统环流分为模块差异性引起的环流和通信延时引起的环流，并重点分析了后者。给出了逆变器并联系统中环流的数学表达式，分析了影响基波环流幅值和高频环流幅值的

7、因素，并指出加入串联型谐波陷阱有利于高频环流的抑制。在Matlab/Simulink和SABER中搭建了基于T-NPC双桥臂拓扑的400Hz逆变器模型进行仿I400Hz逆变器控制与并联技术研究真验证。搭建了两台15kVA逆变器实验样机，分别对单机和双机并联两种运行模式进行了实验验证，验证了所给出的波形控制和并联技术的可行性以及前文分析的正确性。关键词：400Hz逆变器，死区效应，谐波谐振控制，无源阻尼，谐波陷阱，主从并联II南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTThe400Hzpowersupplies,astheimportantaircraftsuppo

8、rting