三电平NPC变换器中点电压平衡控制策略研究
发布时间：2022-11-05 09:00
多电平变换器兼顾大容量和高性能的特点,逐渐成为中高压大功率场合首选的电力电子变换装置。其中三电平中点钳位（Neutral-Point-Clamped,NPC）变换器以其结构简单、功率器件和电容数量少等特点,得到广泛的研究和应用。本文针对三相/单相三电平NPC变换器调制方法、中点电压平衡控制策略以及若干关键技术问题展开深入研究。从变换器自身和负载的角度分别分析了中点电压不平衡对三相/单相三电平NPC变换器自身特性和负载控制特性的影响。并对三相/单相三电平NPC变换器中点电压不平衡的形成原因进行了定量分析,给出了三相/单相三电平中点低频电压振荡特点以及影响因素。同时也讨论了三相/单相三电平NPC变换器中点电压补偿原理,即是利用冗余的成对正负小矢量生成相同的线电压而中点电流极性相反的特性来实现对中点电压的平衡控制。针对常见的两种简化的两电平空间矢量调制方法:零序注入法和统一电压调制方法进行改进,并证明了改进后两种方法完全等效。同时将改进后的零序注入法结合简化的三电平空间矢量调制方法,提出了一种基于k因子的三电平中点电压平衡控制零序注入法。该方法利用简化得到的两电平空间矢量图中冗余零矢量与原始...
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 多电平变换器拓扑的研究现状
1.3 多电平变流器控制的关键问题研究现状
1.4 课题来源与主要研究工作
2 三电平中点电压不平衡的影响与成因分析以及补偿原理
2.1 三相三电平中点电压不平衡的影响与成因分析
2.2 单相三电平中点电压不平衡的影响与成因分析
2.3 三相/单相三电平中点电压补偿原理
2.4 本章小结
3 简化的两电平空间矢量调制方法的改进及其在三电平中的应用
3.1 改进的零序注入法
3.2 改进的统一电压调制方法
3.3 零序注入法与统一电压调制方法等效性分析
3.4 改进的两电平零序注入法在三电平NPC变换器中的应用
3.5 本章小结
4 中点电压平衡控制的单载波零序注入法研究
4.1 SVPWM与VSVPWM比较分析
4.2 三相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的单载波零序注入法
4.4 单相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的单载波零序注入法
4.5 本章小结
5 中点电压平衡控制的双载波零序注入法研究
5.1 三相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的双载波零序注入法
5.2 单相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的双载波零序注入法
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文工作与创新点总结
6.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录2 攻读博士期间参与的主要科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种零序注入的三电平中点钳位型变换器中点电位平衡控制策略[J]. 陈兮,黄声华,李炳璋,吴芳. 电工技术学报. 2019(02)
[2]并联全桥子模块MMC的自均压运行特性研究[J]. 石璐,赵成勇,许建中,徐义良. 中国电机工程学报. 2018(08)
[3]基于三电平SVPWM调制的Vienna整流器中点电压均衡控制[J]. 肖梁乐,陈昌松,王涛,段善旭. 电源学报. 2017(05)
[4]基于模块化多电平换流器的直流电网小信号建模[J]. 鲁晓军,林卫星,向往,文劲宇. 中国电机工程学报. 2018(04)
[5]有源钳位三电平变频器改进SVPWM策略[J]. 戴鹏,石祥龙,朱晓莹,朱信威. 电工技术学报. 2017(14)
[6]电网电压不对称工况下模块化多电平变换器控制策略[J]. 欧朱建,王广柱. 中国电机工程学报. 2018(01)
[7]一种改进的永磁同步发电机模型预测共模电压抑制方法[J]. 郭磊磊,金楠,窦智峰,杨小亮. 中国电机工程学报. 2017(16)
[8]三电平有源中点钳位逆变器损耗分布平衡控制策略[J]. 胡存刚,马大俊,王群京,李国丽,陈权. 电工技术学报. 2017(01)
[9]考虑三电平中点钳位型变换器中点电压波动抑制的混合调制方法[J]. 余世瑶,王琛琛,辛宏亮,李治佟. 电工技术学报. 2016(S1)
[10]T型逆变器的共模干扰与共模电压抑制算法[J]. 王全东,常天庆,李方正,闫之峰,陈军伟. 电工技术学报. 2016(23)
博士论文
[1]四象限多电平变频器控制技术研究[D]. 邱长青.华中科技大学 2016
[2]三电平NPC型整流器控制技术研究[D]. 桂石翁.华中科技大学 2015
[3]VIENNA整流器关键技术问题研究[D]. 陆翔.华南理工大学 2015
[4]三电平功率变换器中点电压波动的抑制研究[D]. 龚博.华中科技大学 2013
[5]中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术研究[D]. 郑晟.浙江大学 2013
[6]双三电平供电异步电机直接转矩控制系统研究[D]. 林磊.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]异步电机模型预测电流控制技术研究[D]. 张亚林.华中科技大学 2012
[2]单元级联型多电平高压变频器的研究[D]. 李柱炎.华中科技大学 2012
[3]三电平逆变器SVPWM控制策略的研究[D]. 刘亚军.华中科技大学 2008
本文编号：3702301
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 多电平变换器拓扑的研究现状
1.3 多电平变流器控制的关键问题研究现状
1.4 课题来源与主要研究工作
2 三电平中点电压不平衡的影响与成因分析以及补偿原理
2.1 三相三电平中点电压不平衡的影响与成因分析
2.2 单相三电平中点电压不平衡的影响与成因分析
2.3 三相/单相三电平中点电压补偿原理
2.4 本章小结
3 简化的两电平空间矢量调制方法的改进及其在三电平中的应用
3.1 改进的零序注入法
3.2 改进的统一电压调制方法
3.3 零序注入法与统一电压调制方法等效性分析
3.4 改进的两电平零序注入法在三电平NPC变换器中的应用
3.5 本章小结
4 中点电压平衡控制的单载波零序注入法研究
4.1 SVPWM与VSVPWM比较分析
4.2 三相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的单载波零序注入法
4.4 单相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的单载波零序注入法
4.5 本章小结
5 中点电压平衡控制的双载波零序注入法研究
5.1 三相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的双载波零序注入法
5.2 单相三电平NPC变换器中点电压平衡控制的双载波零序注入法
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文工作与创新点总结
6.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录2 攻读博士期间参与的主要科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种零序注入的三电平中点钳位型变换器中点电位平衡控制策略[J]. 陈兮,黄声华,李炳璋,吴芳. 电工技术学报. 2019(02)
[2]并联全桥子模块MMC的自均压运行特性研究[J]. 石璐,赵成勇,许建中,徐义良. 中国电机工程学报. 2018(08)
[3]基于三电平SVPWM调制的Vienna整流器中点电压均衡控制[J]. 肖梁乐,陈昌松,王涛,段善旭. 电源学报. 2017(05)
[4]基于模块化多电平换流器的直流电网小信号建模[J]. 鲁晓军,林卫星,向往,文劲宇. 中国电机工程学报. 2018(04)
[5]有源钳位三电平变频器改进SVPWM策略[J]. 戴鹏,石祥龙,朱晓莹,朱信威. 电工技术学报. 2017(14)
[6]电网电压不对称工况下模块化多电平变换器控制策略[J]. 欧朱建,王广柱. 中国电机工程学报. 2018(01)
[7]一种改进的永磁同步发电机模型预测共模电压抑制方法[J]. 郭磊磊,金楠,窦智峰,杨小亮. 中国电机工程学报. 2017(16)
[8]三电平有源中点钳位逆变器损耗分布平衡控制策略[J]. 胡存刚,马大俊,王群京,李国丽,陈权. 电工技术学报. 2017(01)
[9]考虑三电平中点钳位型变换器中点电压波动抑制的混合调制方法[J]. 余世瑶,王琛琛,辛宏亮,李治佟. 电工技术学报. 2016(S1)
[10]T型逆变器的共模干扰与共模电压抑制算法[J]. 王全东,常天庆,李方正,闫之峰,陈军伟. 电工技术学报. 2016(23)
博士论文
[1]四象限多电平变频器控制技术研究[D]. 邱长青.华中科技大学 2016
[2]三电平NPC型整流器控制技术研究[D]. 桂石翁.华中科技大学 2015
[3]VIENNA整流器关键技术问题研究[D]. 陆翔.华南理工大学 2015
[4]三电平功率变换器中点电压波动的抑制研究[D]. 龚博.华中科技大学 2013
[5]中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术研究[D]. 郑晟.浙江大学 2013
[6]双三电平供电异步电机直接转矩控制系统研究[D]. 林磊.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]异步电机模型预测电流控制技术研究[D]. 张亚林.华中科技大学 2012
[2]单元级联型多电平高压变频器的研究[D]. 李柱炎.华中科技大学 2012
[3]三电平逆变器SVPWM控制策略的研究[D]. 刘亚军.华中科技大学 2008
本文编号：3702301
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