一种NPC型三电平逆变器的预测电流控制策略

发布时间：2021-05-10 00:11

　　由于目前化石能源越来越紧俏,工业上对电能的质量和回馈有了更新的要求,其中电力变换器成为电力行业中备受关注的焦点。市面上多见的传统电力变换器件如二极管,门极关断晶闸管（GTO）和集成门极换流晶闸管（IGCT）的发展很大程度上推动了电压源型变换器在中压环境的应用。这几种类型的电力变换器更适合在两电平拓扑结构下运用。但对中压及以上的环境,两电平拓扑结构的单个功率器件承受了很大的电压应力,容易导致变换器损坏。另外需要注意的是,传统的两电平变流器的功率器件开关频率较高,输出的电流谐波较大,为了解决这些难题,多电平变流器应运而生。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的改进极大的推动了多电平拓扑电力变换器的发展,进而极大的推动了电力变换器在高电压,大功率场合的应用。目前多电平拓扑的器件有很多,本文以中点钳位式（Neutral20Point20Clamped,NPC）三电平结构为例,研究其在逆变环节的应用。本文建立了一个NPC型三电平逆变器驱动表贴式永磁同步电机的控制系统,该系统由一个独立的直流电源,三电平逆变器和永磁同步电机组成。由于传统的预测电流控制算法中,逆变器输出的电流谐波较大,转矩脉动大,本文在传... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三电平逆变器的研究
        1.2.2 永磁同步电机的研究
    1.3 选题意义
    1.4 论文组织结构
第二章 NPC型三电平逆变器驱动PMSM系统及其预测电流控制
    2.1 中点钳位式三电平逆变器的工作原理
    2.2 中点钳位式三电平逆变器的数学模型
    2.3 PMSM数学模型
        2.3.1 坐标变换
        2.3.2 状态方程
    2.4 模型预测电流控制
        2.4.1 传统的中点钳位式三电平逆变器的预测电流控制
        2.4.2 快速寻优设计
    2.5 本章小结
第三章 双矢量预测电流控制
    3.1 最优占空比预测电流控制
    3.2 双矢量预测电流控制
        3.2.1 基于无差拍原理的双矢量预测电流控制
        3.2.2 基于价值函数最小原理的双矢量预测电流控制
    3.3 三种控制方法对比分析
        3.3.1 合成电压矢量的幅值
        3.3.2 合成电压矢量的方向
    3.4 本章小结
第四章 双矢量预测电流控制算法的仿真研究
    4.1 仿真模型搭建
    4.2 稳态实验分析
    4.3 动态实验分析
    4.4三种方法的对比实验
        4.4.1 稳态实验对比
        4.4.2 动态实验对比
    4.5 本章小结
第五章 硬件系统与软件模块搭建
    5.1 硬件系统介绍
        5.1.1 器件选型
        5.1.2 驱动板硬件简介
    5.2 双矢量预测电流控制的软件设计
        5.2.1 预测电流控制底层算法框架
        5.2.2 双矢量预测电流控制算法设计
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3178289