三電平有源中點鉗位變換器（ANPC）具有三相輸出的電壓諧波畸變率低、開關(guān)器件耐壓值小與功率密度高等優(yōu)勢,降低了變換器的成本和設(shè)備的體積。目前被廣泛用在中高壓大功率設(shè)備中。本文針對傳統(tǒng)的模型預(yù)測控制算法作用于三電平ANPC時,每個開關(guān)周期滾動優(yōu)化都要計算全部的電壓矢量,導(dǎo)致控制器的計算量大,針對該問題進(jìn)行研究。論文的主要內(nèi)容有:1.簡述了三電平ANPC變換器的工作原理,構(gòu)建了三電平ANPC變換器與空間電壓矢量數(shù)學(xué)模型,并且對該模型進(jìn)行了離散化。2.闡述了課題組搭建了基于DSP+CPLD控制單元的多電平ANPC變換器實驗平臺,本文提出兩種改進(jìn)的模型預(yù)測控制方法都是在此實驗平臺上驗證的。3.三電平ANPC變換器傳統(tǒng)模型預(yù)測算法每滾動一次就要計算27個電壓矢量,從中選擇一個最優(yōu)解,這樣就需要占有控制器很大的資源并且程序執(zhí)行時間長。針對這個的不足提出一種改進(jìn)的模型預(yù)測算法控制。結(jié)合虛擬空間矢量的算法,從而讓有限控制集內(nèi)的27個電壓矢量減少到21個電壓矢量,減少了每次滾動優(yōu)化的矢量個數(shù),最終提高計算的速度的同時減少對控制器資源的消耗,提高效率。此算法通過了仿真和試驗的驗證。4.在前面的基礎(chǔ)上提出另... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 多電平變換器的研究背景及意義
        1.1.1 多電平變換器介紹及研究背景
        1.1.2 多電平變換器的研究意義
    1.2 多電平變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        1.2.1 中性點鉗位式多電平變換器
        1.2.2 級聯(lián)式多電平變換器
        1.2.3 飛跨電容多電平變換器
    1.3 多電平變換器的調(diào)制算法
        1.3.1 空間矢量脈寬控制
        1.3.2 載波脈寬控制
        1.3.3 特定諧波消除控制
        1.3.4 模型預(yù)測控制
    1.4 三電平ANPC變換器的關(guān)鍵問題及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 直流母線中性點電壓的平衡
        1.4.2 開關(guān)器件的損耗減少與平衡
        1.4.3 共模電壓的減少
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 實驗平臺介紹
    2.1 實驗平臺總體架構(gòu)
    2.2 平臺硬件電路
        2.2.1 控制板單元
        2.2.2 主功率單元
        2.2.3 輔助供電板單元
        2.2.4 信號采樣調(diào)理單元
        2.2.5 驅(qū)動電路單元
    2.3 平臺控制的軟件
        2.3.1 DSP控制的程序?qū)崿F(xiàn)流程
        2.3.2 CPLD控制的程序?qū)崿F(xiàn)流程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 三電平ANPC變換器工作原理和數(shù)學(xué)模型
    3.1 三電平ANPC變換器工作原理
    3.2 三電平ANPC變換器空間電壓矢量模型
    3.3 三電平ANPC變換器的離散數(shù)學(xué)模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 三電平ANPC變換器基于虛擬磁鏈的快速模型預(yù)測控制
    4.1 三電平ANPC變換器虛擬空間矢量
        4.1.1 虛擬中矢量
        4.1.2 虛擬小矢量
        4.1.3 虛擬大矢量
        4.1.4 虛擬零矢量
    4.2 基于虛擬磁鏈的快速模型預(yù)測控制
        4.2.1 三電平ANPC變換器的中性點電壓預(yù)測模型
        4.2.2 三電平ANPC變換器虛擬磁鏈的預(yù)測模型
        4.2.3 三電平ANPC變換器快速模型預(yù)測控制策略
        4.2.4 仿真與實驗
    4.3 本章小結(jié)
第五章 三電平ANPC變換器分步預(yù)測的快速模型預(yù)測控制
    5.1 三電平ANPC變換器模型預(yù)測控制建模
        5.1.1 三電平ANPC變換器輸出電流數(shù)學(xué)模型
        5.1.2 三電平ANPC變換器母線中性點電壓數(shù)學(xué)模型
        5.1.3 三電平ANPC變換器輸出電流與中性點電壓平衡
    5.2 三電平ANPC變換器快速模型預(yù)測控制建模
        5.2.1仿真與實驗
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]三電平ANPC變換器中點電壓平衡的MPC[J]. 劉影,胡存剛,馬大俊,陳權(quán).  電力電子技術(shù). 2018(08)
[3]三電平有源中點鉗位逆變器損耗分布平衡控制策略[J]. 胡存剛,馬大俊,王群京,李國麗,陳權(quán).  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(01)
[4]三電平ANPC逆變器中點電壓平衡控制策略[J]. 馬大俊,胡存剛,王群京,陳權(quán),劉影.  電子測量與儀器學(xué)報. 2016(12)
[5]基于特定諧波消除PWM的三電平有源中點鉗位逆變器共模電壓抑制方法[J]. 胡存剛,胡軍,陳權(quán),王群京,鄭常寶.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(16)
[6]三電平三相逆變器快速有限控制集模型預(yù)測控制方法[J]. 楊勇,樊明迪,謝門喜,汪義旺.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2016(08)
[7]三電平光伏并網(wǎng)逆變器SHEPWM優(yōu)化控制方法[J]. 胡存剛,胡軍,馬大俊,王群京,羅方林.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2016(07)
[8]三電平ANPC逆變器中點電壓平衡和開關(guān)損耗減小的SVM控制策略[J]. 胡存剛,芮濤,馬大俊,王群京,羅方林.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(13)
[9]三電平ANPC變換器SVPWM優(yōu)化控制方法[J]. 胡存剛,胡軍,張云雷,王群京,陳權(quán).  電機(jī)與控制學(xué)報. 2016(06)
[10]模塊化多電平變換器模型預(yù)測控制[J]. 何志興,羅安,熊橋坡,馬伏軍,雷博,周樂明.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(05)

博士論文
[1]低壓多電平變流器拓?fù)浼翱刂撇呗匝芯縖D]. 張云雷.安徽大學(xué) 2019
[2]多電平二極管箝位型逆變器PWM控制方法及相關(guān)問題的研究[D]. 胡存剛.合肥工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]三電平ANPC逆變器模型預(yù)測控制[D]. 劉影.安徽大學(xué) 2018



本文編號：2996615