現(xiàn)今三相電力電子變換器因其多樣的能量形式轉(zhuǎn)換特點,被廣泛應(yīng)用于電能變換場合。例如,三相兩電平電力電子裝置被廣泛應(yīng)用于航空航天、艦船的逆變供電等領(lǐng)域,模塊化多電平換流器(Modular multilevel converter,MMC)也被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的輸變電設(shè)備等大功率場合。然而,三相電力電子變換器中開關(guān)管高速通斷所造成的電壓跳變,會通過對地寄生電容產(chǎn)生嚴(yán)重的共模(Common Mode,CM)電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)。其不僅會危害設(shè)備自身的安全運行,也會危害周圍的易感設(shè)備的安全可靠運行。本文主要對三相逆變系統(tǒng)的共模EMI的建模預(yù)測和抑制技術(shù)進行研究。首先,對傳統(tǒng)三相兩電平逆變器進行共模EMI建模預(yù)測。針對系統(tǒng)中的關(guān)鍵無源器件,通過阻抗分析儀測量系統(tǒng)中電感、電容等的頻率特性曲線,基于Matlab仿真軟件,用RLC電路網(wǎng)絡(luò)來擬合頻率特性曲線,來建立無源器件的高頻等效模型。針對有源器件,對IGBT開關(guān)器件進行特征化建模,模擬其實際開關(guān)過程。用解析法和有限元分析軟件Q3D Extractor來得到IGBT自身的寄生參數(shù)和對地寄生參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,建立系統(tǒng)的共模EMI時域和頻域預(yù)測模型。對比仿真預(yù)測的共模EMI頻譜和實驗測得的共模EMI頻譜來驗證所建立的模型的正確性。然后,針對三相兩電平逆變器的共模EMI,提出一種改進的H8拓?fù)湟种品椒�。分析了系統(tǒng)從非零開關(guān)狀態(tài)向零開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程中,系統(tǒng)的共模電壓的大小是由電路拓?fù)渲须娙軨_1-C_8決定的。并推導(dǎo)出為實現(xiàn)零共模電壓跳變,所并聯(lián)電容的關(guān)系。針對原有調(diào)制策略存在的缺陷,對調(diào)制策略進行改進,使系統(tǒng)的共模電壓不受死區(qū)影響,即不發(fā)生跳變。通過仿真和實驗來驗證所提出拓?fù)浜驼{(diào)制策略對系統(tǒng)共模干擾的抑制作用。最后,針對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的MMC三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的共模EMI問題,提出一種基于頻域的建模預(yù)測方法。通過理論分析,對MMC系統(tǒng)中的共模干擾源進行分別建模。再者,分析了死區(qū)對MMC系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響,指出在高頻共模EMI模型中考慮死區(qū)的必要性。考慮到電流的趨膚效應(yīng)后,采用4階RL電路網(wǎng)絡(luò)來對系統(tǒng)中的線纜進行建模。更進一步地,建立MMC系統(tǒng)的高頻共模EMI模型。通過對比兩組仿真結(jié)果來驗證所提出的頻域建模預(yù)測方法的正確性。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

DC3.5 實驗驗證3.5.1 實驗樣機說明本文搭建實際樣機來進一步說明所提出拓?fù)浜驼{(diào)制策略的有效性。如圖 3.15(a)所示。系統(tǒng)主要是由直流供電電源、變換器主電路和控制電路三部分組成。其中，控制電路是采用 DSPTMS320F28335 控制，生成的 PWM 信號經(jīng)由驅(qū)動電路處理最終生成驅(qū)動 IGBT 的脈沖信號，來實現(xiàn)本文所提出的調(diào)制方法。在實際實現(xiàn)過程中，通過焊接的方法來實現(xiàn)由帶并聯(lián)電容的 H8 逆變器向傳統(tǒng)H6 三相逆變器轉(zhuǎn)換，這樣就保證了兩個系統(tǒng)在雜散參數(shù)上的相當(dāng)。為了便于測量，用 Lecroy ADP305 100MHz 高壓差分探頭測量三相橋臂中點對負(fù)母線的電壓，取平均值即為系統(tǒng)的共模電壓。用 Rohde & Schwarz EMI 接受機的 100MHz 電流探頭來測試直流側(cè)的共模電流的頻譜，如圖 3.15(b)所示。

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本文編號：2815859