新型准Z源T型三电平逆变器设计与控制研究

发布时间：2020-07-05 17:18

【摘要】：三电平准Z源逆变器作为一种新型拓扑,将准Z源变换器和多电平逆变器的优势结合起来,包括单级升/降压逆变,输入电源电流连续,更低的开关管应力以及更好的输出波形等。然而现有的准Z源三电平逆变器在射穿状态时必须短路整个直流母线,导致射穿状态难以插入到三电平逆变器的输出模态中,或者会导致输出伏秒面积损失。针对这个问题,本文提出一种新型准Z源T型三电平逆变器拓扑,该拓扑增加一个输入电源并将电源中点与母线中点连接起来,使得逆变器在射穿状态时可以分别短路上下侧母线,主要的研究如下:首先,分析了该准Z源网络的升压原理和T型三电平逆变器的工作原理,证明了该拓扑可以在不造成伏秒面积损失的情况下插入射穿状态,然后提出了适用于该拓扑的调制策略,包括改进的载波层叠SPWM策略和两电平等效SVM策略。其次,介绍了该拓扑在独立带负载工作时的工作原理,建立了准Z源网络在其稳态工作点的小信号模型,并基于该模型设计了直流侧的闭环控制器,建立了T型三电平逆变器的状态空间平均模型,并设计了其电流内环和电压外环控制器。最后,在MATLAB/Simulink里搭建了系统的仿真模型,并在实验室搭建了一台3.5kW的原理样机,仿真和实验结果证明了该新型拓扑原理分析的正确性以及调制策略和控制方案的有效性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM464

【参考文献】