ANPC三电平变频器分段同步调制策略研究

发布时间：2023-03-19 21:53

　　交直交中点箝位(NPC)三电平拓扑是目前中压大功率领域常用的一种变频器结构,脉宽调制是其控制技术的核心。有源中点箝位(ANPC)三电平拓扑在其基础上改用功率器件进行箝位,换流方式灵活,器件功率损耗均衡,未来应用前景广阔。本文以ANPC交直交三电平变频器为研究对象,通过理论分析、数学模型推导、软件仿真、实验检验等研究方法,对其拓扑结构、空间矢量调制、特定次谐波消除脉宽调制、分段同步调制策略、切换时刻冲击电流等问题进行了深入研究。针对ANPC三电平拓扑,本文对比NPC拓扑,从单相桥臂出发,剖析了负载电流不同换流方式下在拓扑内部的流通路径以及功率器件的通断情况,建立了逆变拓扑三种不同坐标系下的数学模型。针对三电平空间矢量调制算法,本文提出了基于辅助判断函数的角度法判断参考矢量所在扇区,对不同调制比下的P/N型小矢量首发七段式SVPWM调制进行仿真分析,并以四段式为单元分析了三电平七段式SVPWM相电压不发生跳变的原因。针对三电平特定次谐波消除算法,本文建立了三电平1/4周期对称SHEPWM的数学模型,并基于SHEPWM调制提出了一种适用于牵引负荷的分段同步调制策略,通过多组解拼接的方式避开不...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 三电平拓扑
        1.2.2 交直交变频器在传动领域的应用
        1.2.3 三电平PWM调制算法
        1.2.4 分段同步调制策略
    1.3 课题研究内容
第2章 ANPC变频器工作特性研究
    2.1 NPC-3L拓扑结构特性
        2.1.1 单相桥臂拓扑分析和开关状态
        2.1.2 单相桥臂换流分析
    2.2 ANPC-3L拓扑结构特性
        2.2.1 单相桥臂拓扑分析和开关状态
        2.2.2 单相桥臂换流分析
        2.2.3 双PWM拓扑分析
    2.3 ANPC-3L逆变器数学建模
    2.4 本章小结
第3章 空间矢量调制算法研究
    3.1 三电平SVPWM算法设计
        3.1.1 开关状态和基本电压矢量
        3.1.2 扇区判断
        3.1.3 最近三矢量作用时间
        3.1.4 开关序列的确定
    3.2 基于ANPC拓扑的SVPWM仿真验证
    3.3 相电压的两级跳变问题
    3.4 本章小结
第4章 基于SHEPWM的分段同步调制研究
    4.1 三电平1/4 周期对称SHEPWM开关角求解
    4.2 牵引变频器全速域分段同步调制
        4.2.1 分段同步调制策略设计
        4.2.2 调制分段点的控制方法
    4.3 最小脉宽问题
    4.4 基于ANPC拓扑的SHEPWM解算
    4.5 本章小结
第5章 全频率输出范围分段同步调制策略研究
    5.1 分段调制策略设计
        5.1.1 调制算法选取
        5.1.2 整体策略设计
    5.2 整体策略仿真和实验
    5.3 切换时刻冲击电流研究
        5.3.1 切换电流成分分析
        5.3.2 磁链变化
        5.3.3 冲击问题的解决
        5.3.4 仿真和实验验证
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3766054