单相三电平NPC整流器SVPWM调制策略研究
发布时间：2021-01-16 21:01
1956年至今,中国已经研发出了一系列具有自主知识产权的电力机车。这使得我国铁路运输效率获得了很大的提高。但是随着科技水平的进步,传统的相控整流器和两电平PWM整流器逐渐不能满足一些高压大功率电力机车的需要。三电平PWM整流器因其高耐压能力以及良好的谐波特性逐渐被应用于一些高压大功率的电力机车变流系统之中。本文以CRH2型动车组中使用的二极管箝位型单相三电平PWM整流器为研究对象,参考国内外专家学者关于三电平PWM整流器的研究,基于瞬态电流控制策略对其SVPWM调制技术展开研究。将常用于三相系统的SVPWM调制技术代替SPWM调制技术应用于单相三电平PWM整流器中,主要是为了继承SVPWM调制高电压利用率、低谐波含量、易于平衡中点电压、方便数字控制等优点。本文首先通过研究PWM整流器四象限工作原理,详细分析了单相三电平PWM整流器九个开关状态及对应开关函数,推导出了统一的数学模型。深入分析了整流器的几种控制策略以及SPWM和SVPWM这两种调制技术。从等效电路模型和数学模型两个角度分析了整流器中点电压偏移产生的原因并结合SVPWM调制技术提出了具体的解决途径,推导出了具体的调制序列。然...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的研究背景和意义
1.2 拓扑电路分析
1.2.1 二极管箝位型拓扑
1.2.2 飞跨电容箝位型拓扑
1.2.3 混合箝位型拓扑
1.3 控制策略分析
1.3.1 滞环电流控制策略
1.3.2 瞬态电流控制策略
1.3.3 预测电流控制策略
1.4 双闭环控制系统分析
1.4.1 电流内环控制系统分析
1.4.2 电压外环控制系统分析
1.5 PWM调制技术分析
1.5.1 SPWM调制技术
1.5.2 SVPWM调制技术
1.6 本文主要研究内容
第二章 单相三电平PWM整流器工作原理及其数学模型分析
2.1 PWM整流器原理分析
2.2 单相三电平PWM整流器开关状态分析
2.3 单相三电平PWM整流器数学模型分析
2.4 本章小结
第三章 基于SVPWM调制的中点电压平衡策略研究
3.1 SVPWM调制策略分析
3.2 单相三电平PWM整流器中点电压平衡问题分析
3.2.1 中点电压偏移问题产生的原因
3.2.2 中点电压偏移问题解决途径
3.3 本章小结
第四章 单相三电平PWM整流器仿真研究
4.1 仿真参数选择
4.2 基于SPWM调制技术的仿真模型及其仿真结果分析
4.2.1 稳态牵引工况SPWM调制性能分析
4.2.2 SPWM调制动态性能分析
4.3 基于SVPWM调制技术的仿真模型及其仿真结果分析
4.3.1 稳态牵引工况SVPWM调制性能分析
4.3.2 SVPWM调制动态性能分析
4.3.3 基于SVPWM调制的中点电压平衡控制算法性能分析
4.4 本章小结
第五章 单相三电平PWM整流器实验平台搭建
5.1 硬件电路设计
5.1.1 实验参数
5.1.2 主电路设计
5.1.3 检测采样电路设计
5.1.4 控制电路设计
5.1.5 驱动电路设计
5.2 软件设计
5.3 实验平台展示
5.4 实验结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双环控制的单相三电平整流器SVPWM控制策略研究[J]. 武浩,李森. 通信电源技术. 2018(09)
[2]应用于电动汽车充电桩的三相整流器的性能研究[J]. 徐铮. 现代信息科技. 2018(01)
[3]探究电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J]. 董小平,王长鹏. 职业技术. 2017(10)
[4]基于MATLAB的三相PWM整流/逆变电路仿真研究[J]. 王超,朱立超,邬丰羽,王凤钧. 通信电源技术. 2017(05)
[5]空间矢量脉宽调制方法在单相三电平中点箝位型整流器中的应用[J]. 段文岩,何英杰,刘云峰,刘进军. 西安交通大学学报. 2016(11)
[6]单相PWM整流器瞬时电流控制策略研究[J]. 胡治宇,贾文超. 数字技术与应用. 2015(11)
[7]交直交机车谐波特性及其诱发过电压的治理[J]. 李宗垒,刘明光,屈志坚,王海姣. 铁道学报. 2015(10)
[8]三相电压型PWM整流器电流控制方法研究[J]. 冯晓艳,王凤,白玉. 电工文摘. 2015(03)
[9]基于阻波高通滤波器的高速铁路谐振抑制方案[J]. 赵元哲,李群湛,周福林. 电力自动化设备. 2015(04)
[10]三电平PWM整流器平衡控制技术的研究[J]. 李荣茂,严锡君. 计算机仿真. 2014(01)
博士论文
[1]电力牵引变流器控制与调制算法研究[D]. 宋文胜.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]单相三电平可控整流器的设计与仿真验证[D]. 吴燕峰.华侨大学 2016
[2]单相NPC级联PWM整流器及其控制研究[D]. 王世涛.西南交通大学 2016
[3]三电平PWM整流器研究[D]. 王健涛.合肥工业大学 2016
[4]单相三电平PWM整流器控制理论研究[D]. 刘云虎.西南交通大学 2014
[5]CRH2动车组负荷建模仿真及实测验证研究[D]. 宋广东.西南交通大学 2014
[6]HXD3型电力机车带电过分相的过电压分析与抑制措施[D]. 黎欢.西南交通大学 2014
[7]多电平牵引变流器中点电位控制策略研究[D]. 童芳.中南大学 2014
[8]三电平PWM整流器的建模与控制研究[D]. 高世红.东北大学 2013
[9]CRH2型动车组牵引变流器的建模仿真与控制策略研究[D]. 张紫凡.华北电力大学 2013
[10]单相三电平PWM整流器控制策略研究[D]. 宋可荐.北京交通大学 2012
本文编号：2981528
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的研究背景和意义
1.2 拓扑电路分析
1.2.1 二极管箝位型拓扑
1.2.2 飞跨电容箝位型拓扑
1.2.3 混合箝位型拓扑
1.3 控制策略分析
1.3.1 滞环电流控制策略
1.3.2 瞬态电流控制策略
1.3.3 预测电流控制策略
1.4 双闭环控制系统分析
1.4.1 电流内环控制系统分析
1.4.2 电压外环控制系统分析
1.5 PWM调制技术分析
1.5.1 SPWM调制技术
1.5.2 SVPWM调制技术
1.6 本文主要研究内容
第二章 单相三电平PWM整流器工作原理及其数学模型分析
2.1 PWM整流器原理分析
2.2 单相三电平PWM整流器开关状态分析
2.3 单相三电平PWM整流器数学模型分析
2.4 本章小结
第三章 基于SVPWM调制的中点电压平衡策略研究
3.1 SVPWM调制策略分析
3.2 单相三电平PWM整流器中点电压平衡问题分析
3.2.1 中点电压偏移问题产生的原因
3.2.2 中点电压偏移问题解决途径
3.3 本章小结
第四章 单相三电平PWM整流器仿真研究
4.1 仿真参数选择
4.2 基于SPWM调制技术的仿真模型及其仿真结果分析
4.2.1 稳态牵引工况SPWM调制性能分析
4.2.2 SPWM调制动态性能分析
4.3 基于SVPWM调制技术的仿真模型及其仿真结果分析
4.3.1 稳态牵引工况SVPWM调制性能分析
4.3.2 SVPWM调制动态性能分析
4.3.3 基于SVPWM调制的中点电压平衡控制算法性能分析
4.4 本章小结
第五章 单相三电平PWM整流器实验平台搭建
5.1 硬件电路设计
5.1.1 实验参数
5.1.2 主电路设计
5.1.3 检测采样电路设计
5.1.4 控制电路设计
5.1.5 驱动电路设计
5.2 软件设计
5.3 实验平台展示
5.4 实验结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双环控制的单相三电平整流器SVPWM控制策略研究[J]. 武浩,李森. 通信电源技术. 2018(09)
[2]应用于电动汽车充电桩的三相整流器的性能研究[J]. 徐铮. 现代信息科技. 2018(01)
[3]探究电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展[J]. 董小平,王长鹏. 职业技术. 2017(10)
[4]基于MATLAB的三相PWM整流/逆变电路仿真研究[J]. 王超,朱立超,邬丰羽,王凤钧. 通信电源技术. 2017(05)
[5]空间矢量脉宽调制方法在单相三电平中点箝位型整流器中的应用[J]. 段文岩,何英杰,刘云峰,刘进军. 西安交通大学学报. 2016(11)
[6]单相PWM整流器瞬时电流控制策略研究[J]. 胡治宇,贾文超. 数字技术与应用. 2015(11)
[7]交直交机车谐波特性及其诱发过电压的治理[J]. 李宗垒,刘明光,屈志坚,王海姣. 铁道学报. 2015(10)
[8]三相电压型PWM整流器电流控制方法研究[J]. 冯晓艳,王凤,白玉. 电工文摘. 2015(03)
[9]基于阻波高通滤波器的高速铁路谐振抑制方案[J]. 赵元哲,李群湛,周福林. 电力自动化设备. 2015(04)
[10]三电平PWM整流器平衡控制技术的研究[J]. 李荣茂,严锡君. 计算机仿真. 2014(01)
博士论文
[1]电力牵引变流器控制与调制算法研究[D]. 宋文胜.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]单相三电平可控整流器的设计与仿真验证[D]. 吴燕峰.华侨大学 2016
[2]单相NPC级联PWM整流器及其控制研究[D]. 王世涛.西南交通大学 2016
[3]三电平PWM整流器研究[D]. 王健涛.合肥工业大学 2016
[4]单相三电平PWM整流器控制理论研究[D]. 刘云虎.西南交通大学 2014
[5]CRH2动车组负荷建模仿真及实测验证研究[D]. 宋广东.西南交通大学 2014
[6]HXD3型电力机车带电过分相的过电压分析与抑制措施[D]. 黎欢.西南交通大学 2014
[7]多电平牵引变流器中点电位控制策略研究[D]. 童芳.中南大学 2014
[8]三电平PWM整流器的建模与控制研究[D]. 高世红.东北大学 2013
[9]CRH2型动车组牵引变流器的建模仿真与控制策略研究[D]. 张紫凡.华北电力大学 2013
[10]单相三电平PWM整流器控制策略研究[D]. 宋可荐.北京交通大学 2012
本文编号：2981528
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2981528.html
