發(fā)布時間：2018-06-19 03:42

  本文選題：三相四線制 + 三電平中點鉗位�。� 參考：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：三相四線制結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工廠供電以及城市供電系統(tǒng)中。三電平中點鉗位型(Neutral-Point-Clamped,NPC)結(jié)構(gòu)具備結(jié)構(gòu)簡單,開關(guān)應(yīng)力小,開關(guān)損耗少,電磁干擾低等優(yōu)勢,近年來成為多電平三相四線系統(tǒng)的重要拓撲形式。然而由于這種結(jié)構(gòu)的固有缺點,需要解決直流側(cè)母線電容中點電壓不平衡問題。本文圍繞中點電壓平衡控制展開研究。首先分析了三相四線制三電平NPC變換器的中點平衡控制的兩種方法:α-β-0坐標系下的最優(yōu)三維空間矢量調(diào)制策略和正交a-b-c坐標系下的最優(yōu)三維空間矢量調(diào)制策略。介紹了兩種策略的基本控制原理,并分別分析了兩種方法存在的問題。針對正交a-b-c坐標系下的控制策略不能實現(xiàn)對中點電壓偏移差值的定量補償這一局限,從載波PWM調(diào)制出發(fā),提出一種基于零電平分解的中點電壓平衡控制新思路。該控制策略可以根據(jù)檢測到的中點電壓偏移值,基于中點控制裕量NPCM的概念,選擇合適的相,通過將其一部分零電平作用時間等分給正負電平,在不改變輸出電壓的情況下,實現(xiàn)對偏移值的定量補償,從而完成對三相四線制三電平NPC變換器的中點電壓平衡控制。該控制方法對于不同工況下的中點電壓偏移都有一定程度的抑制效果,雖然不能完全消除中點電壓的波動,但是在盡可能不增加開關(guān)頻率的前提下大大改善了中點電壓的穩(wěn)定性。將零電平分解的思想推廣至三相三線制三電平NPC變換器結(jié)構(gòu)中,提出了一種基于零電平分解的中點電壓平衡控制策略。該方法根據(jù)各相分解零電平后對中點電流的影響范圍,選擇合適的相進行零電平分解,補償中點電壓偏差。在注入零序電壓的情況下,提出了一種特定相零電平分解的中點平衡控制策略,該策略分析了注入零序電壓后三相調(diào)制電壓的零電平規(guī)律,直接選擇調(diào)制電壓的中間值對應(yīng)相進行零電平分解補償,從而實現(xiàn)中點電壓平衡控制目標。對所提控制策略進行了仿真,并搭建三電平NPC變換器實驗平臺進行實驗驗證,仿真和實驗結(jié)果驗證了所提方法的正確性和有效性。
[Abstract]:Three-phase four-wire system is widely used in power supply and urban power supply system. The three-level Neutral-Point-Clampedn NPC (NPC) structure has the advantages of simple structure, low switching stress, low switching loss and low electromagnetic interference. It has become an important topological form of multilevel three-phase four-wire system in recent years. However, due to the inherent shortcomings of this structure, it is necessary to solve the problem of unbalanced midpoint voltage of DC side busbar capacitor. This paper focuses on the midpoint voltage balance control. Firstly, two methods of neutral-point balance control for three-phase four-wire three-level NPC converter are analyzed: the optimal three-dimension space vector modulation strategy in 偽-尾 -0 coordinate system and the optimal three-dimensional space vector modulation strategy in orthogonal a-b-c coordinate system. The basic control principle of the two strategies is introduced, and the problems of the two methods are analyzed. Aiming at the limitation that the control strategy in orthogonal a-b-c coordinate system can not compensate the offset of neutral voltage quantitatively, a new idea of neutral point voltage balance control based on zero level decomposition is proposed from carrier PWM modulation. According to the detected neutral voltage offset and the concept of neutral control margin NPCM, the control strategy can select the appropriate phase and divide part of the zero level operation time into positive and negative levels without changing the output voltage. The offset value can be compensated quantitatively so that the neutral point voltage balance control of three-phase four-wire three-level NPC converter is completed. This control method can restrain the midpoint voltage deviation to a certain extent under different operating conditions, although it can not completely eliminate the midpoint voltage fluctuation. However, the stability of the midpoint voltage is greatly improved without increasing the switching frequency as much as possible. The idea of zero-level decomposition is extended to three-phase three-wire three-level NPC converter. A neutral point voltage balance control strategy based on zero-level decomposition is proposed. According to the influence range of the zero level of each phase on the neutral point current, the suitable phase is selected to decompose the zero level to compensate the bias of the neutral point voltage. Under the condition of injecting zero-sequence voltage, a neutral-point balance control strategy with specific phase zero-level decomposition is proposed, which analyzes the zero-level rule of three-phase modulation voltage after injecting zero-sequence voltage. The intermediate phase of modulation voltage is directly selected for zero-level decomposition compensation to achieve the neutral-point voltage balance control goal. The proposed control strategy is simulated, and the experimental platform of three-level NPC converter is built for experimental verification. The simulation and experimental results verify the correctness and effectiveness of the proposed method.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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6 劉敬s，

本文編號：2038257