本文關(guān)鍵詞：多電平ANPC變換器控制策略的研究

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【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,有源箝位多電平變換器在許多中高壓大容量領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,引起了國內(nèi)外學(xué)者的重視。本文研究了有源中點箝位三電平變換器與有源中點箝位五電平變換器兩種拓?fù)?并針對其結(jié)構(gòu)特點、工作原理和控制算法進(jìn)行了深入的研究。傳統(tǒng)的中點箝位三電平變換器存在損耗不平衡的缺點,這嚴(yán)重限制了變換器容量的提升。有源中點箝位三電平可以實現(xiàn)損耗平衡,有利于系統(tǒng)容量的提高。本文從有源中點箝位三電平變換器的工作原理出發(fā),分析其換流特點,并在此基礎(chǔ)上分析了三電平ANPC變換器的三種控制方法,最后將第三種調(diào)制方法下功率器件的損耗與三電平NPC變換器相對比,從而進(jìn)一步證實三電平ANPC變換器在功率器件損耗均衡性上的優(yōu)越性。最后通過matlab仿真驗證其正確性。有源中點箝位五電平變換器是一種能在無變壓器的情況下實現(xiàn)多電平,高壓輸出的新拓?fù)洹１疚氖紫确治銎涔ぷ髟?在此基礎(chǔ)上介紹了同相層疊載波和移相層疊載波兩種調(diào)制方式。針對懸浮電容電壓的控制,介紹了兩種控制方法下不同的懸浮電容電壓控制方法,其主要的核心思想是利用冗余狀態(tài)對懸浮電容充放電的不同影響,選擇合適的開關(guān)狀態(tài)對懸浮電容電壓進(jìn)行控制。并其次針對中點電位波動問題,建立中點電位、平均中點電流和零序電壓之間的關(guān)系,研究了搜索尋優(yōu)和最優(yōu)零序兩種控制方法。搜索尋優(yōu)法通過在限定的零序電壓范圍內(nèi)利用窮舉的方法,將零序范圍內(nèi)的零序電壓逐一進(jìn)行計算,將計算出來的平均中點電流和需要補償?shù)闹悬c電流進(jìn)行比較,最終找出使中點電流最接近目標(biāo)值的零序電壓作為最優(yōu)的零序電壓注入。最優(yōu)零序法通過分析得到平均中點電流和零序電壓之間的關(guān)系式,通過插值的方法計算得到最優(yōu)的零序電壓。針對懸浮電容預(yù)充電問題,分析了傳統(tǒng)懸浮電容預(yù)充電方法的原理和特點,在此基礎(chǔ)上找出新的兩種不同的充電回路,最終實現(xiàn)三相橋臂懸浮電容同時充電的目標(biāo)。最后設(shè)計并搭建了有源中點箝位五電平變換器的仿真和實驗平臺,通過仿真和實驗驗證充分說明了上述控制方法的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：三電平有源箝位變換器 損耗平衡 五電平有源箝位變換器 懸浮電容預(yù)充電 懸浮電容電壓控制 中點電位平衡控制
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究的背景、目的及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 三電平有源中點箝位型變換器研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 五電平有源中點箝位型變換器研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 主要研究內(nèi)容11-14
• 第二章 三電平ANPC變換器調(diào)制策略及其損耗分析14-44
• 2.1 三電平ANPC變換器的結(jié)構(gòu)特點14
• 2.2 三電平ANPC變換器開關(guān)狀態(tài)的研究14-18
• 2.3 三電平ANPC變換器調(diào)制方法的研究18-25
• 2.3.1 調(diào)制方法一18-21
• 2.3.2 調(diào)制方法二21-22
• 2.3.3 調(diào)制方法三22-25
• 2.4 三電平ANPC變換器的損耗研究25-43
• 2.4.1 單個器件的損耗研究25-28
• 2.4.2 兩種結(jié)構(gòu)的損耗研究28-40
• 2.4.3 兩種結(jié)構(gòu)的損耗對比40-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 五電平ANPC變換器控制策略的研究44-80
• 3.1 五電平ANPC變換器的結(jié)構(gòu)特點44-45
• 3.2 五電平ANPC變換器的工作原理45-47
• 3.3 五電平ANPC變換器的調(diào)制策略47-49
• 3.3.1 傳統(tǒng)同相層疊載波調(diào)制法47-48
• 3.3.2 移相載波調(diào)制法48-49
• 3.4 五電平ANPC變換器的懸浮電容電壓控制方法49-52
• 3.4.1 基于同相層疊載波調(diào)制法的懸浮電容電壓控制方法49-50
• 3.4.2 基于移相載波調(diào)制法的懸浮電容電壓控制方法50-52
• 3.5 五電平ANPC變換器的中點電壓控制方法52-59
• 3.5.1 五電平ANPC的中點電壓波動模型52-54
• 3.5.2 中點電壓的控制原理54-56
• 3.5.2.1 中點電壓的控制原理基本思路54-55
• 3.5.2.2 零序電壓的選擇55-56
• 3.5.3 搜索尋優(yōu)法56-57
• 3.5.4 最優(yōu)零序法57-59
• 3.6 五電平ANPC變換器預(yù)充電方法的研究59-64
• 3.6.1 傳統(tǒng)的懸浮電容預(yù)充電方式59-61
• 3.6.2 改進(jìn)的懸浮電容預(yù)充電方式一61-63
• 3.6.3 改進(jìn)的懸浮電容預(yù)充電方式二63-64
• 3.7 仿真研究64-78
• 3.7.1 兩種調(diào)制方法下的電壓輸出波形仿真65-66
• 3.7.2 兩種調(diào)制方法下的懸浮電容電壓控制仿真研究66-71
• 3.7.3 中點電壓控制仿真研究71-77
• 3.7.4 三種預(yù)充電方法仿真研究77-78
• 3.8 本章小結(jié)78-80
• 第四章 五電平ANPC變換器控制策略的實驗驗證80-100
• 4.1 五電平ANPC變換器的實驗平臺硬件設(shè)計80-84
• 4.1.1 整流橋和逆變橋主回路81-82
• 4.1.2 PWM驅(qū)動板82-83
• 4.1.3 主控制板和轉(zhuǎn)接板電路83-84
• 4.1.4 電壓、電流采樣電路板。84
• 4.2 五電平ANPC變換器的實驗平臺系統(tǒng)設(shè)計84-87
• 4.3 實驗驗證及分析87-98
• 4.3.1 懸浮電容電壓控制實驗87-90
• 4.3.2 中點電壓控制實驗90-96
• 4.3.3 懸浮電容預(yù)充電實驗96-98
• 4.4 本章小結(jié)98-100
• 第五章 結(jié)論100-102
• 致謝102-103
• 參考文獻(xiàn)103-107
• 附錄107-108

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 彭方正;錢照明;羅吉蓋斯;賴澤生;;現(xiàn)代多電平逆變器的控制策略[J];變流技術(shù)與電力牽引;2006年04期

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本文編號：795622