發(fā)布時間：2018-02-28 20:44

  本文關(guān)鍵詞： 五電平逆變器 SVPWM g-h坐標(biāo)系 PI控制 無差拍控制　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：多電平逆變器（Multilevel Inverter）在大功率交流調(diào)速、有源濾波器、交流柔性輸電等中高壓、大容量工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其主要原因是：與傳統(tǒng)兩電平逆變器相比，多電平逆變器具有輸出性能好、諧波含量低、開關(guān)損耗小、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)。本文以二極管箝位式（NPC）五電平逆變器矢量控制系統(tǒng)為研究對象，對其SVPWM算法、電流控制策略等環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，，主要研究內(nèi)容如下： 首先，對NPC五電平逆變器工作原理進(jìn)行了分析。介紹了SVPWM空間矢量調(diào)制算法的原理，以兩電平為例分析了傳統(tǒng)SVPWM算法的實(shí)現(xiàn)步驟，在此基礎(chǔ)上，研究了一種基于g-h坐標(biāo)系的五電平電壓空間矢量脈寬調(diào)制策略，相對傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制策略，該調(diào)制策略使基矢量選取和作用時間計算得到簡化，算法實(shí)現(xiàn)過程中省去了大量三角函數(shù)運(yùn)算，節(jié)省了算法運(yùn)行時間。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法的可行性。 其次，分析了五電平逆變器永磁同步電機(jī)（PMSM）矢量控制系統(tǒng)中的電流控制策略。本文主要針對電流PI控制和電流無差拍控制兩種算法進(jìn)行了分析，分別對其算法原理、參數(shù)設(shè)計和控制性能進(jìn)行了研究，理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果表明，電流PI控制算法帶寬受限制并且在穩(wěn)態(tài)精度和快速性上存在矛盾；無差拍控制算法響應(yīng)快、能實(shí)現(xiàn)無差跟蹤，但它是基于控制對象精確數(shù)學(xué)模型的算法，對系統(tǒng)參數(shù)依賴性大，魯棒性不高。本文采用改進(jìn)無差拍控制算法，提高了系統(tǒng)的魯棒性，同時該算法對降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動具有優(yōu)良的特性。 在電流控制策略理論分析的基礎(chǔ)上，對電流PI控制和電流改進(jìn)無差拍控制進(jìn)行了MATLAB仿真。搭建了五電平矢量控制系統(tǒng)仿真模型，五電平逆變器以PMSM為負(fù)載，對電流PI控制策略和電流改進(jìn)無差拍控制策略進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明，相對電流PI控制策略，改進(jìn)無差拍控制策略在保證較快的響應(yīng)速度條件下，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動更小，能實(shí)現(xiàn)無差跟蹤。 最后，搭建了五電平逆變器實(shí)驗(yàn)平臺，設(shè)計了基于TMS320F28335DSP和XC3S400FPGA為核心的控制系統(tǒng)，給出了實(shí)驗(yàn)平臺各模塊參數(shù)設(shè)計，并基于該實(shí)驗(yàn)平臺完成了電流PI控制和改進(jìn)電流無差拍控制兩種算法的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致，為將無差拍控制策略應(yīng)用于五電平逆變器并將其實(shí)用化提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:The multi - level inverter is widely used in high - voltage and large - capacity industrial application fields such as high - power AC speed regulation , active filter , AC flexible transmission , etc . The main reason is that the multilevel inverter has the advantages of good output performance , low harmonic content , low switching loss and small electromagnetic interference compared with the traditional two - level inverter . First , the working principle of NPC five - level inverter is analyzed . The principle of the space vector modulation algorithm is introduced . Based on this , a five - level voltage space vector pulse width modulation ( PWM ) strategy based on the g - h coordinate system is analyzed . Based on this , a five - level voltage space vector pulse width modulation ( PWM ) strategy based on g - h coordinate system is presented . Secondly , the current control strategy in a five - level inverter permanent magnet synchronous motor ( PMSM ) vector control system is analyzed . The principle , parameter design and control performance of the current PI control algorithm are studied . The results show that the bandwidth of the current PI control algorithm is limited and there is a contradiction in the steady state accuracy and speediness . On the basis of current control strategy theory , MATLAB simulation is carried out on current PI control and current improving non - beat control . A five - level vector control system simulation model is built , and five - level inverter is used as a load to simulate current PI control strategy and current improved non - difference beat control strategy . Finally , a five - level inverter experiment platform is built , and the control system based on the DSP and XC3S400FPGA is designed . The experimental results are consistent with the simulation results . The experimental results are consistent with the simulation results . In order to apply the sensorless control strategy to the five - level inverter and provide the theoretical basis for practical application .

【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1548870