當(dāng)前社會處于高速、高質(zhì)量發(fā)展的大環(huán)境下,傳統(tǒng)燃油汽車雖然服役了幾個世紀但其對環(huán)境存在污染以及消耗化石燃料等不可再生資源的缺點越來越明顯。電動汽車憑借其高效節(jié)能以及環(huán)保的理念得到廣泛關(guān)注和期許。驅(qū)動系統(tǒng)屬于電動汽車性能中非常重要的部分,而逆變器又是驅(qū)動系統(tǒng)中的關(guān)鍵。三電平逆變器擁有比兩電平逆變器更高耐壓、更低損耗、更低諧波和電磁干擾的特點,但是需要解決由于死區(qū)時間插入導(dǎo)致的逆變器輸出波形畸變問題。本文主要圍繞三電平逆變器死區(qū)畸變效應(yīng)展開研究。本文在深入分析三電平T型逆變器結(jié)構(gòu)和性能特點的基礎(chǔ)上對導(dǎo)致三電平T型逆變器輸出畸變的諸多原因包括死區(qū)時間、開關(guān)管壓降和寄生電容等因素進行了細分量化并且考慮了中點電位波動因素的影響。在對端電壓進行系統(tǒng)建模分析的前提下,基于伏秒平衡原理推導(dǎo)了針對三電平T型逆變器的補償電壓表達式。對NTVPWM調(diào)制算法引起中點電位波動原因進行了說明并分析了中點電位波動對端電壓的影響。利用NTVPWM調(diào)制特性,論文提出對逆變器輸出端電壓采樣進行電流極性檢測的方法能夠準(zhǔn)確判斷電流極性。針對補償時間獲取問題,提出三電平逆變器通用的雙閾值法采樣得到實際端電壓占空比進而獲取補償時間... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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中點箝位型三電平逆變器

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-點電位波動的現(xiàn)象。然而由于電容容值較大且需要數(shù)量較多，使得這種結(jié)構(gòu)的成本較高，不太適用于電動汽車。飛越電容型逆變器結(jié)構(gòu)如圖1-2。UdcPu1u2u3u412341234123412344321CaCbCc圖1-2飛越電容型三電平逆變器(3)獨立電源H橋型結(jié)構(gòu)獨立電源H橋型三電平逆變器關(guān)鍵特征在于獨立電源和H橋級聯(lián)。獨立電源在于三相不再使用同一電源供電，而是使用三個相同規(guī)格的電源分別供電。H橋級聯(lián)在于利用傳統(tǒng)兩電平逆變器H橋結(jié)構(gòu)經(jīng)過簡單的并聯(lián)和串聯(lián)從而使得三相輸出端電壓存在三種電平的現(xiàn)象。如圖1-3所示，獨立電源H橋型結(jié)構(gòu)可以作為多電平逆變器的子模塊，只需在三相橋臂上繼續(xù)串聯(lián)疊加H橋單元。文獻[10]基于單相三電平H橋型逆變器提出一種新的磁滯電流控制方法，可以選擇適當(dāng)?shù)拈_關(guān)狀態(tài)以克服死區(qū)效應(yīng)。然而即使這種結(jié)構(gòu)輸出畸變程度較低但是由于需要配備三個電源，極大增加了實驗成本，同時因為占據(jù)空間較大難以裝配到電動汽車上。圖1-3級聯(lián)型三電平逆變器1.2.2三電平逆變器調(diào)制策略現(xiàn)狀調(diào)制策略是依據(jù)某種原理有規(guī)律的開關(guān)IGBT來獲取目標(biāo)端電壓占空比，進而根據(jù)沖量相等原理獲取三相正弦電壓的特殊方法[11]。先進的調(diào)制策略能夠在不改變逆變器和電機結(jié)構(gòu)的前提下極大程度地提高逆變器效率，改善電機輸出轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象。兩電平逆變器作為所有逆變器的基礎(chǔ)，研究三電平逆變器時首先需要對兩電平逆變器進行分析。兩電平逆變器調(diào)制策略主要分為三角波比較脈沖寬度調(diào)制又名正弦波脈沖寬度調(diào)制(SinusoidalPulseWidthModulation-SPWM)和空間矢量

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-來的額外開關(guān)損耗，但是會增加中點電位波動幅度。算法原理類似于將連續(xù)脈寬調(diào)制(CPWM)轉(zhuǎn)化為離散脈寬調(diào)制(DPWM)，即將占空比小于某一值的一相直接不導(dǎo)通而占空比大于某一值的一相直接不關(guān)閉[22,23]。圖1-8VSVPWM扇區(qū)1內(nèi)電壓矢量圖[19]1.2.3三電平逆變器輸出畸變的原因三電平逆變器輸出畸變的原因大體上與兩電平逆變器相同。對于兩電平逆變器輸出非線性特性研究人員進行了大量研究，基本上都大致包含以下原因(1)由于插入死區(qū)時間造成的逆變器輸出畸變；(2)由于PC端產(chǎn)生PWM信號到達逆變器IGBT門極的時間延遲；(3)由于逆變器中IGBT自身的導(dǎo)通和關(guān)斷延遲[24]；(4)由于逆變器中IGBT和反向續(xù)流二極管的導(dǎo)通壓降；(5)由于逆變器中IGBT存在并聯(lián)寄生電容對端電壓邊沿的影響[25,26]；死區(qū)時間插入會導(dǎo)致理想端電壓占空比和實際端電壓占空比存在長度達到死區(qū)時間的差異；信號傳遞延遲不可避免，但基本也是屬于納秒級別的影響；IGBT自身的導(dǎo)通和關(guān)斷延遲是因為電力電子器件不是理想的無法瞬間導(dǎo)通和關(guān)斷，從而造成的拖尾效應(yīng)在許多文獻中都有研究；IGBT和反向續(xù)流二極管的導(dǎo)通壓降則對實際端電壓的幅值存在影響，由于開關(guān)器件存在壓降使得實際端電壓幅值不等于理論端電壓幅值；寄生電容的影響則是主要存在于死區(qū)時間內(nèi)當(dāng)IGBT全部關(guān)斷的情況下并聯(lián)在IGBT兩端的寄生電容會存在充電和放電的情況，這主要會對實際端電壓高電平持續(xù)時間造成影響。針對三電平T型逆變器在考慮上述因素前提下需要特別關(guān)注中點電位波動對逆變器輸出畸變的影響[27-29]。1.2.4三電平逆變器死區(qū)補償現(xiàn)狀分析三電平逆變器波形正弦度優(yōu)于兩電平因而被廣泛應(yīng)用[30]，但無論采用何種逆變器種類，二極管箝位型三電平T型逆變器，還是三電

【參考文獻】：
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