三电平变流器调制策略研究

发布时间：2017-10-18 16:26

  本文关键词：三电平变流器调制策略研究

  更多相关文章： 三电平变流器 纹波 THD 调制策略比较 过调制

【摘要】：相比于两电平变流器,三电平变流器具有诸多优点,例如：器件耐压等级高、输出谐波少、输出效率高等,目前已逐渐取代两电平作为新能源发电的主要拓扑,由于其拓扑结构更加复杂因此带来的问题也跟多,需要考虑三电平变流器的中点电位平衡问题、抑制共模电压、减少输出谐波含量、降低开关损耗等问题,如果存在直流侧电压较低的情况还需考虑过调制问题,因此在不同应用场合对三电平变流器的输出特性要求不同。而三电平变流器的调制策略直接决定了其输出特性,可以通过改进调制策略来优化变流器的输出特性。因此研究三电平变流器调制策略具有重要的理论意义和实用价值。本文首先介绍了三电平变流器的基本工作原理,分析了三电平调制策略矢量调制与载波调制的内在统一性,之后介绍了现有的几种典型的三电平调制策略的矢量与载波调制方法。对三电平变流器输出特性进行数学分析,将这几种典型调制策略调制波表达式代入,得到不同调制策略对输出特性的比较,该结论同样也可以为三电平变流器的参数设计提供理论依据。在线性调制研究基础之上进一步研究当直流侧电压较低或者在电机驱动弱磁区域需要采用过调制策略,目前的过调制策略均从矢量角度出发,计算量较大且实现方法复杂,针对此问题本文提出一种基于载波实现的过调制策略；针对三电平过调制区域中点波动问题不能采用现有的中点平衡控制模式,本文提出一种调制波分裂法来解决此问题。最后,课题小组搭建了基于TMS320F28335型DSP为控制核心,以CPLD作为辅助控制的10KW三电平变流器实验平台。通过仿真与实验对本文所提出的输出特性比较、载波实现过调制方法以及调制波分裂法控制中点电位波动进行验证。
【关键词】：三电平变流器 纹波 THD 调制策略比较 过调制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 致谢10-18
• 第一章 绪论18-23
• 1.1 课题的研究背景及意义18-19
• 1.2 三电平变流器研究现状19-21
• 1.3 本文的研究内容21-23
• 第二章 三电平变流器调制策略23-26
• 2.1 引言23
• 2.2 基本工作原理23-26
• 第三章 几种典型三电平调制策略介绍26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 鞍型波调制策略26-29
• 3.2.1 矢量思想26-27
• 3.2.2 载波实现27-28
• 3.2.3 鞍型波调制策略仿真模型28-29
• 3.3 羊角波调制策略29-33
• 3.3.1 矢量思想29-31
• 3.3.2 载波实现31-32
• 3.3.3 羊角波调制仿真模型32-33
• 3.4 DPWM调制策略33-36
• 3.4.1 矢量思想33-34
• 3.4.2 载波实现34
• 3.4.3 DPWM调制仿真模型34-36
• 第四章 调制策略的输出特性比较36-69
• 4.1 引言36
• 4.2 三电平输出电流纹波分析36-56
• 4.2.1 纹波的数学分析推导36-44
• 4.2.2 不同调制策略输出电流最大纹波的仿真验证及比较44-55
• 4.2.3 输出电流最大纹波的实际意义55-56
• 4.3 三电平输出电流THD分析56-67
• 4.3.1 THD的数学推导分析56-60
• 4.3.2 不同调制策略输出电流THD的仿真验证及比较60-67
• 4.3.3 输出电流THD的实际意义67
• 4.4 调制策略输出特性的总结67-69
• 第五章 基于载波实现的三电平过调制策略69-78
• 5.1 引言69
• 5.2 基于矢量思想的过调制策略69-72
• 5.2.1 过调制一区69-71
• 5.2.2 过调制二区71-72
• 5.3 基于载波实现的过调制策略72-75
• 5.3.1 基于矢量的载波实现方法分析72-73
• 5.3.2 双模式过调制策略载波实现流程73-75
• 5.4 三电平过调制策略的中点平衡控制75-78
• 5.4.1 过调制中点平衡的分析75-76
• 5.4.2 过调制中点平衡的载波实现76-78
• 第六章 三电平实验平台介绍78-87
• 6.1 系统结构简述78
• 6.2 硬件主电路78-82
• 6.2.1 不可控整流桥模块79
• 6.2.2 IGBT参数选取79
• 6.2.3 驱动电路设计79-80
• 6.2.4 滤波器设计80-81
• 6.2.5 直流侧电容81-82
• 6.3 控制系统82-85
• 6.3.1 A/D采样电路82-83
• 6.3.2 DSP与CPLD配置83
• 6.3.3 保护电路83-85
• 6.4 操作界面85-87
• 6.4.1 机箱按钮85
• 6.4.2 VB界面85-86
• 6.4.3 保护电路86-87
• 第七章 调制策略的实验研究87-91
• 7.1 实验介绍87
• 7.2 载波实现过调制实验87-89
• 7.3 过调制中点平衡实验89-91
• 第八章 总结与展望91-93
• 8.1 总结91
• 8.2 展望91-93
• 参考文献93-95
• 攻读硕士期间发表论文95

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本文编号：1055975