【摘要】：摘要:近些年來(lái),重新評(píng)估多電平逆變器調(diào)制技術(shù)的工作己經(jīng)成為一個(gè)被廣泛調(diào)研的課題。然而隨著輸出電平數(shù)量的增加,多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將變得越復(fù)雜。因此實(shí)際中,三電平逆變器在多電平逆變器中研究最多、應(yīng)用最廣,尤其是三電平中性點(diǎn)鉗位(Neutral-Point-Clamped,NPC)逆變器。對(duì)于三電平NPC逆變器而言,目前的結(jié)論是基于同相層疊(Phase Disposition,PD)載波排列的居中空間矢量脈寬調(diào)制(Centered Space Vector Pulse Modulation,CSVPWM)能產(chǎn)生最少的開(kāi)關(guān)諧波。然而,該結(jié)論僅在逆變器輸出的線電壓上或者經(jīng)過(guò)單電感濾波器的濾波電流上成立。為了減小無(wú)源濾波元件,高階濾波器正被越來(lái)越多地使用。由于不同濾波器的濾波性能差異較大,當(dāng)引入高階濾波器以實(shí)現(xiàn)更好地衰減開(kāi)關(guān)諧波時(shí),需要對(duì)調(diào)制技術(shù)進(jìn)行重新評(píng)估。本文首先研究包括LC型、LCL型、LLCL型、LCL-LC1型以及LCL-LC2型濾波器在內(nèi)的各階濾波器的濾波特性。然后將以上濾波器分別與NPC逆變器連接,重新評(píng)估不同調(diào)制技術(shù)的表現(xiàn)。通過(guò)對(duì)比分析逆變器并網(wǎng)電流諧波性能發(fā)現(xiàn):當(dāng)采用基于交替反相層疊(Alternative Phase Opposition Disposition,APOD)載波排列的正弦脈寬調(diào)制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)時(shí),高階濾波器能輸出質(zhì)量較好的電流。該現(xiàn)象在開(kāi)關(guān)頻率較低的情況下尤其明顯。這一發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了傳統(tǒng)研究中高階濾波器影響調(diào)制技術(shù)的空隙。為了驗(yàn)證上述發(fā)現(xiàn),本文提供了仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了討論。然而,基于APOD載波排列的SPWM調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生的電壓中,在開(kāi)關(guān)頻率附近含有豐富的開(kāi)關(guān)諧波,這部分電壓諧波約束著LCL型濾波器所需的總電感量。電壓諧波幅值越大,需要的總電感量也就越大。為了減小濾波器體積、節(jié)約成本,本文提出了基于APOD的交替三次諧波注入脈寬調(diào)制(Alternative Third-Harmonic Injection PWM with APOD,ATPWMAPOD)。該調(diào)制技術(shù)通過(guò)抑制輸出電壓諧波幅值,減小LCL型濾波器所需的總電感量。本文提出的改進(jìn)方法對(duì)LLCL型濾波器同樣有效。最后,通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)該方法的性能表現(xiàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM464
【圖文】：

［１＿３］、飛跨電容（Ｆｌｙｉｎｇ－Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）型［４＿７］、級(jí)聯(lián)（Ｃａｓｃａｄｅｄ）型［８＿１（）］、以及模塊化逡逑（Ｍｏｄｕｌａｒ）邋［１１＿１３］多電平逆變器。圖１－１所示為典型的三相二極管鉗位型多電平逆逡逑變器拓?fù)�。如圖１－１邋（ａ）所示，直流側(cè)母線電壓被兩個(gè)均值電容二等分，因此直逡逑流側(cè)存在三個(gè)電平狀態(tài)，分別為＋Ｆ＆，邋０與－Ｆ＆。每相橋臂各自通過(guò)開(kāi)關(guān)管與二極逡逑管的組合與這三個(gè)電平相連接。通過(guò)適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)動(dòng)作，在逆變器ｖａ，外或＾處即逡逑可輸出所需要的電平狀態(tài)。同理，對(duì)于圖１－１邋（ｂ）中的五電平二極管鉗位型逆變逡逑器，其直流母線電壓被四個(gè)均值電容四等分，因此直流側(cè)存在五個(gè)電平狀態(tài)，分逡逑別為＋２４，Ｆ＆，０，邐以及－２４。由于鉗位二極管的存在，逆變器可以保證開(kāi)逡逑關(guān)動(dòng)作過(guò)程中，每次只輸出一個(gè)狀態(tài)的電平電壓。逡逑＋２Ｖｄｃ邐＾逡逑＋ｙ？ｃ邐邐邐邐逡逑ｎ邋＾邐－｜邐２邐Ｈｔｐ邐ｉ邐Ｈｔｐ邐２［今逡逑＝＝Ｔｆ邋ＴＴ邋ＴＴ邋Ｔ．—邋ｖ

［１＿３］、飛跨電容（Ｆｌｙｉｎｇ－Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）型［４＿７］、級(jí)聯(lián)（Ｃａｓｃａｄｅｄ）型［８＿１（）］、以及模塊化逡逑（Ｍｏｄｕｌａｒ）邋［１１＿１３］多電平逆變器。圖１－１所示為典型的三相二極管鉗位型多電平逆逡逑變器拓?fù)�。如圖１－１邋（ａ）所示，直流側(cè)母線電壓被兩個(gè)均值電容二等分，因此直逡逑流側(cè)存在三個(gè)電平狀態(tài)，分別為＋Ｆ＆，邋０與－Ｆ＆。每相橋臂各自通過(guò)開(kāi)關(guān)管與二極逡逑管的組合與這三個(gè)電平相連接。通過(guò)適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)動(dòng)作，在逆變器ｖａ，外或＾處即逡逑可輸出所需要的電平狀態(tài)。同理，對(duì)于圖１－１邋（ｂ）中的五電平二極管鉗位型逆變逡逑器，其直流母線電壓被四個(gè)均值電容四等分，因此直流側(cè)存在五個(gè)電平狀態(tài)，分逡逑別為＋２４，Ｆ＆，０，邐以及－２４。由于鉗位二極管的存在，逆變器可以保證開(kāi)逡逑關(guān)動(dòng)作過(guò)程中，每次只輸出一個(gè)狀態(tài)的電平電壓。逡逑＋２Ｖｄｃ邐＾逡逑＋ｙ？ｃ邐邐邐邐逡逑ｎ邋＾邐－｜邐２邐Ｈｔｐ邐ｉ邐Ｈｔｐ邐２［今逡逑＝＝Ｔｆ邋ＴＴ邋ＴＴ邋Ｔ．—邋ｖ

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2733923