基于控制自由度组合的简化多电平SVPWM控制策略研究
发布时间：2023-12-29 18:48
模块化H桥级联多电平逆变器具有安装方便、扩容简单、维护便捷等优点,在中、大功率变频调速场合应用广泛。为适应H桥级联模块化结构,本文以三相H桥级联多电平逆变器为研究对象,对通用、简化的多电平电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)控制策略进行深入研究。首先,分析了电压空间矢量脉宽调制技术,指出级联多电平逆变器采用传统SVPWM策略存在随级联单元数的增加而难以工程实现的问题;在对两电平SVPWM以及正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)的数字实现过程进行比较分析的基础上,通过公式推导以及图形推理,建立了两者的统一理论,并提出了基于控制自由度组合的简化多电平SVPWM的控制思想。其次,通过对两电平SVPWM中存在的虚拟三角载波与调制波的控制自由度进行解构与重组,提出了基于矢量移相、虚拟载波移相和虚拟载波层叠的简化多电平SVPWM法;在深入分析三种方法的虚拟调制波及载波的排列、合成参考矢量时的开关状态及序列分布的基础上,从矢量合成图的角度揭示了本文所提多电平SVPWM法的合成...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 级联多电平逆变器研究现状
1.2.1 级联多电平逆变器拓扑结构
1.2.2 级联多电平逆变器调制方法
1.3 多电平电压空间矢量脉宽调制研究现状
1.4 本文的主要研究内容
第二章 控制自由度组合的简化多电平SVPWM控制策略研究
2.1 电压空间矢量脉宽调制技术
2.1.1 空间矢量脉宽调制技术简介
2.1.2 传统两电平SVPWM的数字实现
2.1.3 多电平空间矢量调制特点
2.2 两电平SVPWM与载波SPWM统一理论
2.2.1 SPWM数字实现
2.2.2 统一理论的公式推导
2.2.3 统一理论的图形推理
2.3 控制自由度组合简化多电平SVPWM控制思想
2.3.1 控制自由度组合思想
2.3.2 简化的多电平空间矢量调制
2.4 小结
第三章 基于矢量移相的简化多电平SVPWM控制
3.1 基于VPS-SVPWM控制法基本工作原理
3.1.1 矢量分配
3.1.2 基于VCPS-SVPWM法的控制本质
3.2 仿真与实验研究
3.2.1 仿真分析
3.2.2 实验结果及分析
3.2.2.1 VPS-SVPWM法的数字实现
3.2.2.2 实验结果分析
3.3 小结
第四章 基于虚拟三角载波移相的简化多电平SVPWM控制
4.1 基于VCPS-SVPWM控制法基本工作原理
4.1.1 矢量分配
4.1.2 基于VCPS-SVPWM法的控制本质
4.2 仿真与实验分析
4.2.1 仿真分析
4.2.2 实验分析
4.3 小结
第五章 基于虚拟三角载波层叠的简化多电平SVPWM控制
5.1 基于VPD-SVPWM控制法基本工作原理
5.1.1 矢量分配
5.1.2 基于VPD-SVPWM的控制本质
5.2 仿真与实验分析
5.2.1 仿真及功率不均衡优化
5.2.2 实验及功率不均衡优化
5.3 小结
第六章 H桥级联多电平逆变器实验平台设计
6.1 H桥级联多电平逆变器系统总体方案设计
6.2 功率单元主电路设计
6.3 单片机控制电路设计
6.3.1 主控芯片选型
6.3.2 单片机供电电路
6.3.3 复位电路
6.3.4 晶振电路
6.3.5 程序写入口
6.3.6 死区产生电路设计
6.4 驱动电路设计
6.5 信号检测及调理电路设计
6.5.1 直流电压检测电路
6.5.2 输出电流检测电路
6.6 辅助电源设计
6.6.1 UCC28740 简介
6.6.2 高压变频器设计
6.6.2.1 磁芯的选择
6.6.2.2 确定原边绕组的电感量Lp
6.6.2.3 计算变压器匝数
6.6.2.4 计算变压器磁芯气隙
6.6.2.5 RCD钳位电路设计
6.7 系统实验及分析
6.8 小结
第七章 总结与展望
7.1 本文主要工作
7.2 今后的工作展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢
本文编号：3876244
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 级联多电平逆变器研究现状
1.2.1 级联多电平逆变器拓扑结构
1.2.2 级联多电平逆变器调制方法
1.3 多电平电压空间矢量脉宽调制研究现状
1.4 本文的主要研究内容
第二章 控制自由度组合的简化多电平SVPWM控制策略研究
2.1 电压空间矢量脉宽调制技术
2.1.1 空间矢量脉宽调制技术简介
2.1.2 传统两电平SVPWM的数字实现
2.1.3 多电平空间矢量调制特点
2.2 两电平SVPWM与载波SPWM统一理论
2.2.1 SPWM数字实现
2.2.2 统一理论的公式推导
2.2.3 统一理论的图形推理
2.3 控制自由度组合简化多电平SVPWM控制思想
2.3.1 控制自由度组合思想
2.3.2 简化的多电平空间矢量调制
2.4 小结
第三章 基于矢量移相的简化多电平SVPWM控制
3.1 基于VPS-SVPWM控制法基本工作原理
3.1.1 矢量分配
3.1.2 基于VCPS-SVPWM法的控制本质
3.2 仿真与实验研究
3.2.1 仿真分析
3.2.2 实验结果及分析
3.2.2.1 VPS-SVPWM法的数字实现
3.2.2.2 实验结果分析
3.3 小结
第四章 基于虚拟三角载波移相的简化多电平SVPWM控制
4.1 基于VCPS-SVPWM控制法基本工作原理
4.1.1 矢量分配
4.1.2 基于VCPS-SVPWM法的控制本质
4.2 仿真与实验分析
4.2.1 仿真分析
4.2.2 实验分析
4.3 小结
第五章 基于虚拟三角载波层叠的简化多电平SVPWM控制
5.1 基于VPD-SVPWM控制法基本工作原理
5.1.1 矢量分配
5.1.2 基于VPD-SVPWM的控制本质
5.2 仿真与实验分析
5.2.1 仿真及功率不均衡优化
5.2.2 实验及功率不均衡优化
5.3 小结
第六章 H桥级联多电平逆变器实验平台设计
6.1 H桥级联多电平逆变器系统总体方案设计
6.2 功率单元主电路设计
6.3 单片机控制电路设计
6.3.1 主控芯片选型
6.3.2 单片机供电电路
6.3.3 复位电路
6.3.4 晶振电路
6.3.5 程序写入口
6.3.6 死区产生电路设计
6.4 驱动电路设计
6.5 信号检测及调理电路设计
6.5.1 直流电压检测电路
6.5.2 输出电流检测电路
6.6 辅助电源设计
6.6.1 UCC28740 简介
6.6.2 高压变频器设计
6.6.2.1 磁芯的选择
6.6.2.2 确定原边绕组的电感量Lp
6.6.2.3 计算变压器匝数
6.6.2.4 计算变压器磁芯气隙
6.6.2.5 RCD钳位电路设计
6.7 系统实验及分析
6.8 小结
第七章 总结与展望
7.1 本文主要工作
7.2 今后的工作展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢
本文编号：3876244
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