發(fā)布時(shí)間：2019-04-29 17:21

【摘要】：二極管箝位式三電平逆變器由于具有開關(guān)器件電壓應(yīng)力小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和控制靈活等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高電壓和大功率場(chǎng)合。對(duì)于逆變器控制方法而言，核心部分是調(diào)制策略，所以對(duì)其進(jìn)行研究具有重要意義。良好的調(diào)制策略不僅能有效的改善輸出電壓特性，而且具有調(diào)制算法簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。 小波變換因具有優(yōu)良的時(shí)頻局域能力和多分辨率分析的特點(diǎn)，在通信信號(hào)調(diào)制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著理論的完善，國(guó)外學(xué)者已成功將小波調(diào)制應(yīng)用于電力電子技術(shù)中，并對(duì)兩電平逆變器的小波調(diào)制進(jìn)行了大量研究。研究表明，小波調(diào)制作為一種新的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，其輸出電壓基波幅值大、諧波含量低、開關(guān)損耗小，并且易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。 本文以二極管箝位式三電平逆變器為研究對(duì)象，對(duì)小波調(diào)制策略下逆變器輸出電壓波形質(zhì)量、開關(guān)損耗、中點(diǎn)電位平衡等方面進(jìn)行研究。首先在對(duì)小波調(diào)制基本工作原理做分析的基礎(chǔ)上，對(duì)單相兩電平H橋逆變器的小波調(diào)制進(jìn)行理論研究。其次，結(jié)合單相二極管箝位式三電平逆變器的工作原理，對(duì)小波調(diào)制策略進(jìn)行研究，并將研究結(jié)果與SPWM調(diào)制策略進(jìn)行比較。同時(shí)研究小波調(diào)制總采樣組數(shù)與電壓諧波畸變率間的關(guān)系，并對(duì)逆變器的輸出電壓進(jìn)行傅里葉分析，得到基波電壓和諧波畸變率的理論值，以驗(yàn)證小波分析的正確性。之后分析三相小波調(diào)制的實(shí)現(xiàn)原理，對(duì)三相三電平逆變器的小波調(diào)制進(jìn)行研究。將研究結(jié)果與載波層疊PWM調(diào)制策略和空間矢量調(diào)制策略進(jìn)行比較，分析小波調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，研究小波調(diào)制策略下的中點(diǎn)電位波形，并采用硬件電路對(duì)中點(diǎn)電位平衡進(jìn)行控制。最后根據(jù)小波調(diào)制的理論分析和逆變器的仿真研究，通過(guò)搭建TMS320F2812DSP的軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三電平逆變器的小波調(diào)制，得到逆變器的實(shí)驗(yàn)波形，，驗(yàn)證小波算法的正確性。 研究結(jié)果表明，小波調(diào)制可實(shí)現(xiàn)對(duì)三電平逆變器的有效控制。而且小波調(diào)制策略下三電平逆變器輸出電壓質(zhì)量高、開關(guān)頻率低、算法簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)。并且該策略下逆變器中點(diǎn)電壓波動(dòng)幅值小，電壓均值接近于零，無(wú)明顯中點(diǎn)電位偏離。所以，多電平逆變器小波調(diào)制的研究具有重要價(jià)值。
[Abstract]:Diode-clamped three-level inverter is widely used in high-voltage and high-power applications because of its low voltage stress, simple structure and flexible control. As far as inverter control method is concerned, modulation strategy is the core part, so it is of great significance to study it. The good modulation strategy can not only improve the output voltage characteristics, but also has the characteristics of simple modulation algorithm and easy realization. Wavelet transform is widely used in the field of communication signal modulation because of its excellent time-frequency localization ability and multi-resolution analysis. With the improvement of the theory, foreign scholars have successfully applied wavelet modulation to power electronics technology, and carried on a lot of research on wavelet modulation of two-level inverter. The results show that, as a new pulse width modulation technology, wavelet modulation has the advantages of large fundamental amplitude of output voltage, low harmonic content, low switching loss and easy to realize digitally. In this paper, the output voltage waveform quality, switching loss and midpoint potential balance of a diode-clamped three-level inverter are studied under the wavelet modulation strategy. Firstly, based on the analysis of the basic principle of wavelet modulation, the wavelet modulation of single-phase two-level H-bridge inverter is studied theoretically. Secondly, based on the principle of single-phase diode-clamped three-level inverter, the wavelet modulation strategy is studied, and the results are compared with the SPWM modulation strategy. At the same time, the relationship between the total sampling group of wavelet modulation and the voltage harmonic distortion rate is studied. The output voltage of the inverter is analyzed by Fourier transform, and the theoretical values of the fundamental voltage and harmonic distortion rate are obtained to verify the correctness of the wavelet analysis. Then the realization principle of three-phase wavelet modulation is analyzed and the wavelet modulation of three-phase three-level inverter is studied. The advantages of wavelet modulation are analyzed by comparing the results with carrier cascaded PWM modulation strategy and space vector modulation strategy. At the same time, the midpoint potential waveform under the wavelet modulation strategy is studied, and the hardware circuit is used to control the midpoint potential balance. Finally, according to the theoretical analysis of wavelet modulation and the simulation research of inverter, the wavelet modulation of three-level inverter is realized by building the software and hardware experiment platform of TMS320F2812DSP, and the experimental waveform of inverter is obtained, and the correctness of wavelet algorithm is verified. The results show that wavelet modulation can effectively control the three-level inverter. Moreover, the output voltage of three-level inverter based on wavelet modulation strategy is high, the switching frequency is low, and the algorithm is simple and easy to realize. Under this strategy, the midpoint voltage fluctuation amplitude of the inverter is small, the average voltage is close to zero, and there is no obvious midpoint potential deviation. Therefore, the research of multi-level inverter wavelet modulation has important value.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM464

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2468386