本文關鍵詞：T型三電平逆變器的中點電位控制算法研究

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【摘要】：三電平逆變器有著大容量,耐壓等級高,輸出電流諧波含量少,開關損耗小等諸多優(yōu)點,是高壓大功率場合非常理想的選擇之一。但是,三電平逆變器也有著無法避開的缺陷——中點電位平衡問題。三電平逆變器中點電位的不平衡會導致在輸出電壓中出現低次諧波,造成電壓畸變,嚴重降低電能質量。同時,中點電位的不平衡還會增加功率開關管和直流母線側的電壓應力。所以,三電平逆變器的中點電位平衡問題成為了各國學者們研究的熱點。本文主要針對T型三電平的中點電位平衡的控制問題展開研究。本文首先介紹了T型三電平逆變器的拓撲結構和工作原理,分析了其輸出電壓和開關狀態(tài)的對應關系和換流過程。研究了目前運用較為廣泛的空間矢量調制算法(SVPWM)的調制原理和實現方式,并對SVPWM調制算法進行了仿真。根據SVPWM調制算法的作用原理,分析了中點電位不平衡對空間矢量作用影響和輸出波形的影響。為了解決中點電位平衡控制的問題,本文從調制算法以及有功電流無功電流兩個方面分析了導致中點電位不平衡的原因。根據SVPWM調制算法中的不同矢量對中點電位的影響,采用分配因子法,通過改變冗余小矢量的作用時間的方法來達到控制中點電位平衡的目的。在計算分配的時間因子時,分別采用了滯環(huán)控制、PI控制、中點電荷守恒控制、中點平均電流為零控制四種不同的算法,并將四種算法進行了仿真,對比分析了四種算法在不同工作條件下的優(yōu)劣。針對傳統(tǒng)的SVPWM調制算法在調制比較高、功率因素角較大的情況下利用分配因子法無法很好的控制中點電位平衡的問題,本文采用了一種新的調制算法——虛擬空間矢量調制算法,此種算法將空間矢量調制算法中的中矢量的作用時間劃出一部分作為小矢量的作用時間,使得在單個調制周期內中點平均電流始終為零,更有利于實現中點電位的平衡。最后,針對虛擬空間矢量調制算法無法對中點電位的偏差進行修正的問題,本文提出了一種優(yōu)化虛擬空間矢量調制算法的方法,該方法通過選取合適的冗余小矢量,改變其作用時間,對虛擬空間矢量調制算法下的中點電位的偏差進行了修正,同時,本文還對優(yōu)化前與優(yōu)化后的虛擬空間矢量調制算法的中點電位波動情況進行了仿真和對比,仿真結果證明,在多種工作狀況下,優(yōu)化后的虛擬空間矢量調制算法均能有效的抑制中點電位的波動,達到控制中點電位平衡的目的。
【關鍵詞】：T型三電平 空間矢量調制算法 中點電位平衡 虛擬空間矢量調制算法
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-17
• 1.2.1 多電平拓撲結構研究現狀11-13
• 1.2.2 多電平調制算法研究現狀13-15
• 1.2.3 中點電位平衡控制研究現狀15-17
• 1.3 本文的主要內容17-18
• 第二章 T型三電平逆變器中點電位不平衡影響分析18-36
• 2.1 T型三電平工作狀態(tài)分析18-21
• 2.2 三電平SVPWM算法原理21-33
• 2.2.1 T型三電平空間電壓矢量的分布21-25
• 2.2.2 扇區(qū)判斷25-28
• 2.2.3 矢量的選擇與時間計算28-30
• 2.2.4 時間狀態(tài)分配30-31
• 2.2.5 SVPWM算法的MATLAB仿真31-33
• 2.3 中點電位不平衡對空間矢量作用的不良影響分析33-35
• 2.3.1 中點電位偏移對小矢量作用的影響33-34
• 2.3.2 中點電位偏移對中矢量作用的影響34-35
• 2.3.3 中點電位偏移對大矢量作用的影響35
• 2.4 本章小結35-36
• 第三章 基于分配因子思想的中點電位控制算法研究36-54
• 3.1 SVPWM調制算法對中點電位的影響36-41
• 3.1.1 不同開關矢量作用下的等效電路36-38
• 3.1.2 零矢量和大矢量對中點電位的影響38-39
• 3.1.3 中矢量對中點電位的影響39-40
• 3.1.4 小矢量對中點電位的影響40-41
• 3.2 有功電流和無功電流對中點電位的影響41-44
• 3.3 SVPWM調制算法下的中點電位平衡控制44-47
• 3.3.1 滯環(huán)控制45
• 3.3.2 PI控制45-46
• 3.3.3 中點電荷守恒控制46-47
• 3.3.4 中點平均電流為零控制47
• 3.4 仿真結果與對比分析47-53
• 3.5 本章小結53-54
• 第四章 基于虛擬空間矢量的中點電位平衡算法研究54-68
• 4.1 SVPWM調制算法的中點電位可平衡控制區(qū)域分析54-55
• 4.2 虛擬空間矢量調制算法（VSVPWM）55-62
• 4.2.1 虛擬矢量的合成55-58
• 4.2.2 虛擬矢量的選擇58-59
• 4.2.3 發(fā)波順序59-60
• 4.2.4 合成矢量的作用時間與分配60-62
• 4.3 虛擬空間矢量調制算法下的中點電位平衡控制62-63
• 4.4 仿真與分析63-67
• 4.5 本章小結67-68
• 第五章 總結與展望68-70
• 5.1 全文總結68
• 5.2 后續(xù)工作展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-75
• 個人簡歷及攻讀碩士期間的主要研究成果75-76

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 杜恩利;何禮高;李旭;馬彥林;;三電平逆變器中點平衡的參數自整定模糊控制[J];電力電子技術;2011年01期

2 王付勝;張長信;文家燕;劉健哲;;有功無功對三電平中點不平衡的影響[J];電力電子技術;2012年03期

3 王克智;趙文瀚;王韜;楊剛;程國棟;耿乙文;;一種中點電位平衡控制和共模電壓抑制策略[J];工礦自動化;2014年09期

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本文編號：1070109