毕业设计（论文）-双三电平pwm变频器低开关频率技术研究

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1、双三电平PWM变频器低开关频率技术研究2014.6摘要作为一个拥有世界约1/5人口的大国，我国在能源环境问题上的态度关乎到人类社会的发展。我国早在2012年“十二五”规划中，就对节能减排工作做出了重要的指导，投入2万多亿元进行节能减排工程的建设。作为能源应用领域的重要一员，电机系统自然成为节能关注的重点。投入使用节能高效的电机，放弃落后设备，优化电机系统的控制运行，提高电机系统效率，推动电机大功率系统，成为电机系统的发展目标。而伴随电力电子技术的发展，大功率变频设备也得到了越来越广泛的应用。为了达到节能减排的目的，不仅要求功率变频器能够满足常规的功能指标，而且还

2、需要考虑与各类再生能源的并网能力，提高风能、太阳能等清洁能源的有效利用率。本文选用BacktoBack型双电平变频器带电励磁同步电机负载。因为中压大功率变频器的负载和电网的谐波污染小，能量变换效率高，所以在环保方面显现出其优势。对于中压大功率变频器而言，其电能损耗主要来自于高电压、大功率情况下的功率器件开关损耗，所以为了降低功率器件的开关损耗，需要降低功率器件的开关频率，但降低频率后会带来一系列问题。针对低开关频率造成的PWM整流器dq轴电流耦合严重、交流侧电流谐波畸变问题，对三电平电压源型PWM整流器进行了复矢量建模，理论分析了开关频率对dq轴电流耦合程度的影

3、响。针对常规同步对称优化PWM算法，如SHEPWM等，只能离线计算、动态性能不佳的缺陷，本文首次将滚动时域优化与SHEPWM相结合的模型预测优化PWM模式移植至电励磁同步电机。为进一步提高双三电平PWM变频器系统运行性能，针对低调制度区采用的SVPWM调制算法，研究了一种基于桥臂优化选取的中点电位控制方法，只需判断中点电位差、无需引入输出侧电流，从而避免了低开关频率下电流畸变严重对中点电流极性判断影响。针对非理想电网环境，研究了一种能同时适用于单相和三相并网系统的SHE-PLL，跟踪性能良好且能大幅简化算法、便于数字化实现。同时讨论了电网不平衡时三电平电压源型P

4、WM整流器在低开关频率下的控制策略。AbstractAsacountrywithapopulationofabout1/5,China'sattitudetowardsenergyandenvironmentconcernsthedevelopmentofhumansociety.Chinaasearlyas2012"12thFive-Year"plan,willmakeanimportantguidancetotheworkofenergy-savingemissionreduction,constructioninvestment2trillionyuanf

5、orenergy-savingemissionreductionprojects.Asanimportantpartoftheenergyapplicationfield,themotorsystemhasnaturallybecomethefocusofenergysaving.Putintouseenergyefficientmotor,abandonthebackwardequipment,optimizethemotorsystemcontroloperation,improvetheefficiencyofthemotorsystem,promotet

6、hemotorhigh-powersystem,becomethedevelopmentgoalofthemotorsystem.Withthedevelopmentofpowerelectronictechnology,highpowerfrequencyconversionequipmenthasalsobeenmoreandmorewidelyused.Inordertoachievethepurposeofenergysaving,requiresnotonlythepowerconvertercanmeetthefunctionalindexofrou

7、tine,butalsoneedtoconsidertheabilityofgridenergyandallkindsofregeneration,improvetheeffectiveuseofcleanenergysuchaswindenergyandsolarenergyrate.Inthispaper,BacktoBacktypeduallevelinverterisusedtoloadtheexcitationsynchronousmotorload.Becausethemediumvoltagehigh-powerinverterloadandhar

8、monicpolluti