基于开绕组异步电机的双三电平逆变器调制策略研究

《基于开绕组异步电机的双三电平逆变器调制策略研究》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、硕士学位论文基于开绕组异步电机的双三电平逆变器调制策略研究ResearchontheModulationStrategyofDualThree-LevelInverterBasedonanOpen-EndWindingInductionMotor作者：苏良成导师：戴鹏教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TM343学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于开绕组异步电机的双三电平逆变器调制策略研究ResearchontheModulationStrategyofDualThree-LevelInverterBasedonanOpen-EndWindingInd

2、uctionMotor作者苏良成导师戴鹏申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向多电平变换器答辩委员会主席邓世建评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生苏良成在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢首先向我的指导老师戴鹏教授致意！本次论文是在戴鹏教授悉心指导下完成的，从论文的选题、阶段实验方案的设计以及论文的定稿，每一阶段无不倾注着导师的心血。自研一进入传动实验室，追

3、随导师求学三载，常受先生耳提面命教诲，先生于科研学识渊博、目光敏锐长远，于治学态度严谨、育人孜孜不倦。先生教诲，态度诚恳、严肃，语气温和，句句入人肺腑，实为学生一生受用之财富。感谢伍小杰教授、耿乙文老师、于月森老师、程国栋老师、方蒽博士、李小强博士，从课题分析到实验，从科研到生活，你们给了我热情和无私的帮助，让我受益匪浅，在此向你们表达深深的谢意。感谢我的师兄吴迪博士，无论是科研还是生活，你无私的帮助、灵活的思路，在我成长的道路上给我帮助很多，你是我学习的榜样。感谢我的好兄弟张祺、施向前、周勤奋、戴华夏、宋玉廷、吕威、孔岩、吴斌、庄裕海，这三年里，我们共同从青葱走向成熟，度过人生中快乐的三

4、年。感谢课题组的宗晓、杜朋、许家斌、王亮等同学，在课题的选题中给了我很多建议和想法，让我受益良多。感谢宿舍的邓超、邓力和赵国栋同学，让我的研究生生活更加丰富多彩。感谢我的家人在生活上对我无微不至的照顾，血浓于水的亲情使我没齿难忘。感谢我的女朋友徐瑞珍，不论何时，你都一直支持和鼓励我，你是我前进的动力，感谢你一直的陪伴与支持。感谢母校中国矿业大学和电力传动实验室各位老师对我在科研道路上的支持。非常感谢各位专家在百忙之中评阅本文。摘要多电平变换器具有输出电能质量高、功率器件电压应力低、开关损耗小等特点，在一定程度上克服了大功率开关器件耐压不足的问题。经过多年的发展，多电平变换器形成了几种成熟的

5、拓扑结构，其中，以二极管钳位型(NPC)三电平变换器应用最为广泛。本文研究的双三电平逆变器调速系统基于两台NPC三电平逆变器构成，与传统五电平逆变器相比具有直流电压低、独立直流电源少、中点电位易控制等优点，在高压大功率工业场合具有应用前景。在三相静止坐标系下、两相静止坐标系下、两相旋转坐标系下分别重新建立了开绕组异步电机的数学模型，在MATLAB中巧妙地通过理想的线性变压器元件实现了电气流与信号流之间的联系，根据两相静止坐标系下的数学模型搭建了开绕组异步电机的仿真模型，并对该仿真模型进行了仿真测试。分析了双三电平逆变器的换流过程，得到其五种相电压输出状态及对应的开关状态，基于这五种逆变器输

6、出状态，根据空间电压矢量的定义，绘出了双三电平逆变器的空间电压矢量图，为研究双三电平逆变器的调制算法奠定基础。针对双三电平逆变器调速系统所研究的参考矢量解耦策略和双逆变器半控策略，兼顾考虑了中点电位平衡控制、共模电压与零序电压抑制。首先，详细分析了两调制策略下中点电位平衡原理，发现参考矢量解耦策略在每个开关周期内可以实现中点电位自平衡，而双逆变器半控策略的中点电位自平衡最短时间为一个基波周期，因此参考矢量解耦策略下的中点电位波动范围明显小于双逆变器半控策略。然后，根据双逆变器调速系统中共模电压与零序电压定义，分析每台三电平逆变器的共模电压抑制情况，可得双逆变器半控策略下共模电压瞬时波动幅值

7、更小，而参考矢量解耦策略在零序分量的抑制效果上更具有优势。最后，介绍了一种波形总谐波畸变率THD的计算方法，根据该方法绘出了两调制策略下输出相电压THD随调制度m、基波频率f1的变化曲线，对两种调制策略下逆变器输出谐波含量进行了对比。两种调制策略皆是以一种三电平简化快速算法为基础，因此首先研究了这种三电平调制算法的过调制方法，然后将其应用于两种调制策略。文中所提过调制方法新颖简单，只需相应调节给定的参考相电压幅值即可实现