本文關(guān)鍵詞：基于三電平逆變器的有源電力濾波器研究

  更多相關(guān)文章： 有源電力濾波器 三電平 二極管中點鉗位 開關(guān)電源 SVPWM 熱過載

【摘要】：電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,使得由電力電子裝置構(gòu)成的非線性負荷運用越來越多,造成電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重,電能質(zhì)量下降。在這種情況下,電網(wǎng)諧波補償成為了必要。隨著諧波污染加大,大容量的有源電力濾波器技術(shù)將成為了實際應(yīng)用的主流。因此,本文的研究對象為大容量的基于二極管中點鉗位型三電平有源電力濾波器。首先從二極管中點鉗位型三電平有源電力濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)出發(fā),分析了其工作原理,并推導(dǎo)了該結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。分析基于瞬時無功理論的諧波檢測方法及諧波補償方法。通過理論推導(dǎo)和公式推導(dǎo)闡明了三電平SVPWM調(diào)制原理。然后討論了二極管中點鉗位型三電平逆變器的兩個主要缺點,直流側(cè)中性點電位漂移和個別開關(guān)出現(xiàn)熱過載的情況。針對直流側(cè)中性點電位漂移采用的方法是通過優(yōu)化算法來控制中點電位。而對于內(nèi)外管損耗分配不均的問題本文提出的方法是采用的策略是利用冗余小矢量對逆變器過熱開關(guān)重新分配負載,使得過載開關(guān)上的負載減少,熱量從受影響的開關(guān)轉(zhuǎn)移到其它開關(guān),而不需要增加額外的硬件。接著設(shè)計了一種二極管中點鉗位型三電平有源電力濾波器的輔助電源。該電源在啟動時采用電網(wǎng)供電,在逆變器直流側(cè)電壓達到額定值時,從逆變器直流側(cè)儲能電容的下電容取電。開關(guān)電源的最大輸入電壓僅為三電平逆變器直流側(cè)額定電壓的1/2,并且在逆變器主系統(tǒng)突然掉電后,開關(guān)電源仍能工作一段時間,保證了掉電后保護動作依然能可靠執(zhí)行,提高了逆變器主系統(tǒng)的安全性。設(shè)計了儲能電容放電回路,使得系統(tǒng)正常工作時,放電回路無損耗,當(dāng)逆變器直流側(cè)掉電后,給儲能電容提供放電回路。實驗結(jié)果證明了該輔助電源的可行性。接著對二極管中點鉗位型三電平有源電力濾波器的理論部分進行了仿真分析,包括諧波檢測,諧波補償及SVPWM算法的仿真,并對仿真結(jié)果進行了分析。最后設(shè)計了二極管中點鉗位型三電平有源電力濾波器系統(tǒng)實驗平臺。先對系統(tǒng)主電路各個參數(shù)進行了設(shè)計,介紹了逆變器的設(shè)計過程以及LCL濾波器的參數(shù)選擇,對控制板采樣電路和驅(qū)動電路進行了設(shè)計。然后給出了實驗平臺系統(tǒng)的軟件主程序、直流側(cè)電壓控制程序、諧波電流檢測和AD子程序流程圖。最后分析了實驗結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 三電平 二極管中點鉗位 開關(guān)電源 SVPWM 熱過載
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM464;TM761
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 有源電力濾波器研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 多電平高壓大容量逆變電路研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 三電平有源電力濾波器的原理和控制18-33
• 2.1 三電平有源電力濾波器18-24
• 2.1.1 拓撲結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 數(shù)學(xué)模型的建立19-24
• 2.2 有源電力濾波器的諧波檢測技術(shù)24-25
• 2.3 有源電力濾波器的諧波電流補償控制25-27
• 2.4 二極管中點鉗位型三電平逆變器SVPWM調(diào)制技術(shù)27-32
• 2.4.1 判斷參考矢量所在的大扇區(qū)29
• 2.4.2 判斷參考矢量所在的小扇區(qū)29-30
• 2.4.3 輸出電壓矢量的作用時間30-32
• 2.4.4 開關(guān)矢量的作用順序32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 三電平逆變器中點電位平衡及熱過載保護33-42
• 3.1 中性點電位平衡33-37
• 3.1.1 電壓矢量對中性點電壓的影響34-35
• 3.1.2 中性點電位平衡控制原理35-37
• 3.2 熱過載保護37-41
• 3.2.1 開關(guān)導(dǎo)通時間37-39
• 3.2.2 熱過載保護策略39
• 3.2.3 權(quán)衡中性點平衡和熱過載保護39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 一種適用于三電平逆變器的輔助電源設(shè)計42-50
• 4.1 供電及保護電路原理與設(shè)計42-46
• 4.1.1 輸入電壓鉗位電路43-44
• 4.1.2 電容中點電位偏差抑制電路44-45
• 4.1.3 電容能量釋放電路45-46
• 4.2 開關(guān)電源主參數(shù)設(shè)計46-48
• 4.2.1 反激變換器工作模式47
• 4.2.2 高頻變壓器參數(shù)設(shè)計47-48
• 4.3 開關(guān)電源測試48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 三電平有源電力濾波器的仿真研究50-60
• 5.1 諧波檢測仿真50-54
• 5.2 SVPWM算法仿真54-55
• 5.3 三電平有源電力濾波器的仿真55-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 三電平有源電力濾波器實驗平臺的研制60-72
• 6.1 實驗平臺結(jié)構(gòu)60-61
• 6.2 主電路參數(shù)設(shè)計61-63
• 6.2.1 直流母線電容參數(shù)61
• 6.2.2 三電平逆變器參數(shù)設(shè)計61-62
• 6.2.3 輸出濾波器參數(shù)62-63
• 6.3 控制電路的設(shè)計63-66
• 6.3.1 DSP以及外圍電路63-64
• 6.3.2 電壓、電流檢測電路64-65
• 6.3.3 IGBT單管驅(qū)動電路的設(shè)計65-66
• 6.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計66-69
• 6.4.1 CCS3.3 簡介66-67
• 6.4.2 系統(tǒng)流程圖67-69
• 6.5 實驗結(jié)果69-71
• 6.5.1 電網(wǎng)過零檢測69-70
• 6.5.2 直流側(cè)電壓測試70
• 6.5.3 諧波電流檢測測試70-71
• 6.6 本章小結(jié)71-72
• 第7章 總結(jié)與展望72-74
• 7.1 總結(jié)72-73
• 7.2 展望73-74
• 參考文獻74-80
• 致謝80-81
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Norbert Pluschke;Thomas Grasshoff;;更高效的三電平逆變器[J];電源世界;2010年07期

2 樊昊飛;;一種三電平逆變器空間矢量脈寬調(diào)制算法的研究和仿真[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2012年18期

3 郭虎成;;三電平逆變器控制技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];機械制造與自動化;2013年01期

4 古小科;楊景常;張子玉;唐云波;;一種新型的三相三電平逆變器[J];電力電子技術(shù);2013年05期

5 易榮,吳浩烈;三電平逆變器異步電機空間矢量控制技術(shù)與仿真研究[J];貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年02期

6 王輝 ,聶衛(wèi)民;三電平逆變器的發(fā)展及應(yīng)用[J];大眾用電;2004年02期

7 康勁松,陶生桂;三電平逆變器系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩復(fù)式控制[J];同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年03期

8 羅潔;桂武鳴;劉子建;;三電平逆變器的空間矢量脈寬調(diào)制方法[J];電氣傳動自動化;2006年04期

9 王巍;羅隆福;;地鐵車輛三電平逆變器主傳動系統(tǒng)仿真[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年06期

10 李山;劉述喜;王明渝;賀曉蓉;;三電平逆變器控制方式性能比較[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李明;朱圓;韓迎朝;;基于扇區(qū)細分的三電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[A];第十七屆全國煤礦自動化學(xué)術(shù)年會、中國煤炭學(xué)會自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

2 李爽;劉浩;;三相三電平逆變器控制系統(tǒng)研究[A];2007年河北省電子學(xué)會、河北省計算機學(xué)會、河北省自動化學(xué)會、河北省人工智能學(xué)會、河北省計算機輔助設(shè)計研究會、河北省軟件行業(yè)協(xié)會聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 王菲;王勇;傅e，

本文編號：738407