基于三电平三相逆变器的调制策略研究

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1、北方工业大学硕士研究生论文摘要近年来，新型三电平逆交器由于具有输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小的优点，在中高压调速领域、交流柔性供电系统的无功补偿中得到了广泛的应用。本文主要对三电平逆交器的拓扑结构及调制策略进行了深入研究，论述和分析了三电平变换技术的关键性问题，并得出了相应结论。本文首先对中高压三电平逆变器的发展现状做了较为详细的综述，以中点箝位三电平逆变器的基本拓扑结构为基础，着重分析了三电平空间电压矢量调制基本原理，提出了一种采用最近三矢量法合成参考矢量的空问矢量脉宽调制算法，给出了小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量作用

2、顺序和开关信号的产生方法，探讨了影响三电平逆变器中点电压平衡的主要因素，并推导出各合成电压矢量的作用时间。有三种主要的中点电位控制方法：①、消极“控制”：在一系列开关周期中交替使用正负小矢量，这种方式只有在负载平衡情况很好的情况下使用，而且这种方法的鲁棒性很差。②、滞环控制：是最简单也是最流行的闭环中点电位控制策略，使用这种方法需要知道每相的电流方向，能使中点电位趋势平衡的小矢量将被选择。该方法的缺点是仍将产生中点电位波动。③、控制m。。和m。使中点电位精确平衡，这种方法需要测量相电流的大小和方向。优点是能抑制中点波动，缺点是由于引入额外的开关状态而增加

3、开关损耗，而且鲁棒性也不如滞环控制方法。在三电平逆交器空间矢量调制策略的数字化实现中，给出了控制系统的总体设计方案，分别设计了系统的硬件结构和部分软件流程，硬件部分主要包括双DSP及CPLD的设计，软件部分包括各部分程序及软件仿真，在对软件仿真结果详细分析的基础上，对实验结果进行了分析，比较和研究。实验和仿真结果都证明了本文提出的空间矢量调制策略及三电平逆变器拓扑结构的可行性及优越性。关键词：SVPWM空间矢量脉宽调制中点电压平衡北方t业大学硕士研究生论文AbstractThree-levelinvertershavebeenbecominginerea

4、sinelypopularinrecentyearginmedium—hi吐voltageacdrivesystemsandFACrSequipments,mainlyduetotheirhighvoltage-capability,highoutputquality,lowswitchinglosscsandlowEMCeonoei'us．11”paperprimarilymRkesanin-depthresearchoilthemultilevelinvertertopologicalstructureandmodulationsUategy,and

5、thenthekeyproblemsconcerningmultilevelconvertertechniquearedescribedandanalyzed．Firstly,thedevelopmentofmedium-voltagethrue-levelinverterisintroduced；basedonthebasictopologvofthree-levelneutral-point-clampedinverter,thebusicprincipieofSpaceVectorPuiseWid也Modulationforthree-leveli

6、nverterisdescribed．AUOVelSpaceVectorModulationalgorithmisproposedbyusingthenearestthreevectorsasrefereueevoltagevector．ThejudgingrulesofthesmallsectorsandtheoutvoltagevectorsequencearepresentedaswellastheproducingofthesignalsforSVPWM．Thernainfactorsfortheneutral-pointimbalanceare

7、discussed．Also，thedwellingtimeofeachvectorjscomputed．Th￡analysisofothersectorsisrealizedbytransformingthescctor&Passive“control”．wherethepositiveandnegativesmallvectorisselectedalternativelyineachnewswitchingcycle．Thismethodcanworkonlyinthecaseofperfectlyhalaneedloadandperfectlyh

8、alancedPWMschems．whichisunlikelytohappen