应用于电力传动的模块化多电平变换器研究

发布时间：2020-06-15 23:45

【摘要】：近年来将模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)应用在电力传动领域的研究得到了广泛的关注。本文以MMC为研究对象,研究了其应用于电力传动领域时,低频运行工况下子模块电容电压的波动问题及解决方法。主要内容如下:详细分析了 MMC拓扑的工作原理,深入分析了子模块开关状态对模块电容电压的影响,介绍了其总体控制策略以及预充电过程。研究了几种多电平变换器的调制策略,选取了载波移相作为MMC的调制方法。对于MMC来说,移相角的选取对于输出电压性能的影响很大。研究了选取不同移相角对应的不同载波移相调制方式,并对不同载波移相方式下输出电平数、输出电压谐波性能进行了比较。考虑到子模块数较多时,不同调制方式输出电压电平数差别很小,从MMC直流侧平衡来考虑,载波调制方式一最为适合。研究了 MMC应用于电力传动领域的电容电压波动问题,从理论上分析了电压波动问题的原因。当运行频率较低时,周期较长,上下桥臂能量处于单向传输状态,导致模块化多电平变换器在低频运行时,子模块电容电压产生波动超过电容的安全范围。推导了子模块电容电压的波动公式,分析得出运行频率与子模块电容电压波动大小成反比的结论。研究了高频注入法消除电容电压波动的原理,分别研究了双正弦波注入法、双方波法、双三次谐波注入法、方波加三次谐波注入法几种高频注入方法的抑制效果,并对几种高频注入法进行了比较。搭建了三相MMC的实验平台并进行了实验验证。实验结果证明高频注入法控制策略对MMC的电容电压波动起到显著抑制作用。最后用MMC平台实现了对异步电机的驱动,验证了控制策略的正确性和可行性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46
【图文】：

图２－１邋ＭＭＣ拓扑逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｏｐｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＭＭＣ逡逑［／ｄ（；为直流侧母线电压，为交流侧输出相电压，彳为交流侧输出相电逡逑

图２－３子模块对应的不同状态逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｓｔａｔｅｓ邋ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ邋ｔｏ邋ｓｕｂｍｏｄｕｌｅｓ逡逑开关管＼处于不同状态时，对应子模块端口电压输出情况和子模块电容逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

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相关博士学位论文 前1条

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本文编号：2715172