三电平逆变器的PWM调制策略研究

发布时间：2017-10-03 01:28

  本文关键词：三电平逆变器的PWM调制策略研究

  更多相关文章： 空间矢量调制 三角载波调制 连续脉宽调制 不连续脉宽调制 中点电位 电容电流纹波 开关损耗 电压谐波

【摘要】：逆变器作为电能转换的关键装置,是电能广泛应用的重要保障。随着社会的发展,高电压大功率逆变器的需求正逐渐变得非常迫切,但其发展却受到了功率开关管耐压等级要求高和功率损耗大的限制。三电平拓扑是当前有效缓解高电压大功率逆变器两个发展障碍的重要途径之一。PWM调制策略作为逆变器的关键技术之一,其性能的优劣将直接影响逆变器的各项性能指标。因此,对三电平PWM调制策略的类型及其性能进行深入的研究分析,为在不同逆变器应用场合中最优性能的PWM调制策略的选择提供理论依据,具有重要的意义。T型二极管箝位式拓扑是目前研究与应用最为广泛的三电平逆变器拓扑之一,故以其作为本文三电平逆变器的拓扑结构,对三电平PWM调制策略的类型及其性能展开深入研究分析,主要内容包括以下三部分:第一部分,对三电平PWM调制策略的类型进行了详细的研究,其主要内容包括:首先对基于空间矢量和基于三角载波这两种脉宽调制方式的基本原理及它们的本质联系进行详细分析,并建立了它们对应的统一调制模型。最后基于这两种统一调制模型,分别从连续脉宽调制和不连续脉宽调制两个角度出发分析得到了九种不同的PWM调制策略,其中包括八种不连续脉宽调制策略。第二部分,对三电平PWM调制策略的性能进行了详细的研究,其主要内容包括,以直流侧中点电位波动、直流侧电容电流纹波、功率开关管开关损耗和交流侧输出电压谐波作为调制策略性能优劣的评价依据,分别提出了一种基于载波和电荷累积量的中点电位分析方法,一种改进的基于载波和电流有效值的电流纹波分析方法和一种改进的基于载波和傅里叶级数的电压谐波分析方法。最后,基于上述方法和采用基于载波和开关电流的开关损耗分析方法对第一部分中的九种PWM调制策略性能的四种评价依据进行对比分析。第三部分,首先搭建T型三电平三相逆变器的MATLAB/Simulink仿真模型和实验平台,并给出相应的设计参数。然后对本文第一部分的九种PWM调制策略进行了仿真和实验验证。最后对本文第二部分中九种PWM调制策略的四种性能评价依据的分析方法及其结果进行了仿真和实验验证。
【关键词】：空间矢量调制 三角载波调制 连续脉宽调制 不连续脉宽调制 中点电位 电容电流纹波 开关损耗 电压谐波
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的背景与意义10-11
• 1.2 国内外的研究现状11-14
• 1.2.1 三电平拓扑结构的研究现状11-12
• 1.2.2 PWM调制策略的研究现状12-14
• 1.3 本文的主要内容14-15
• 1.4 本文的结构安排15-16
• 第二章 基于空间矢量的脉宽调制策略研究16-29
• 2.1 T型三电平逆变器的基本工作原理16-18
• 2.2 基于空间矢量的脉宽调制原理18-25
• 2.3 基于空间矢量的连续脉宽调制类型25
• 2.3.1 SVB-CPWM调制策略25
• 2.3.2 SVB-SVPWM调制策略25
• 2.4 基于空间矢量的不连续脉宽调制类型25-28
• 2.4.1 120°的SVB-DPWM调制策略25-26
• 2.4.2 60°的SVB-DPWM调制策略26-27
• 2.4.3 30°的SVB-DPWM调制策略27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 基于三角载波的脉宽调制策略研究29-41
• 3.1 基于三角载波的脉宽调制原理29-34
• 3.2 基于三角载波的连续脉宽调制类型34-36
• 3.2.1 TCB-CPWM调制策略34-35
• 3.2.2 TCB-SVPWM调制策略35-36
• 3.3 基于三角载波的不连续脉宽调制类型36-40
• 3.3.1 120°的TCB-DPWM调制策略36-37
• 3.3.2 60°的TCB-DPWM调制策略37-39
• 3.3.3 30°的TCB-DPWM调制策略39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 PWM调制策略的调制性能研究41-62
• 4.1 直流侧中点电位波动分析41-47
• 4.1.1 基于载波和电荷累积量的中点电位分析方法41-45
• 4.1.2 九种PWM调制策略NVF系数的对比分析45-47
• 4.2 直流侧电容电流纹波分析47-51
• 4.2.1 基于载波和电流有效值的电流纹波分析方法47-50
• 4.2.2 九种PWM调制策略CVF系数的对比分析50-51
• 4.3 功率开关管开关损耗分析51-56
• 4.3.1 基于载波和开关电流的开关损耗分析方法51-54
• 4.3.2 八种DPWM调制策略SLF系数的对比分析54-56
• 4.4 交流侧输出电压谐波分析56-61
• 4.4.1 基于载波和傅里叶级数的电压谐波分析方法56-58
• 4.4.2 九种PWM调制策略各次谐波的对比分析58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 仿真与实验分析62-72
• 5.1 仿真模型与实验平台的设计62-63
• 5.2 PWM调制策略的仿真与实验分析63-71
• 5.2.1 PWM调制策略的仿真与实验验证63-68
• 5.2.2 中点电位波动系数NVF的仿真与实验68-69
• 5.2.3 电容电流纹波系数CRF的仿真与实验69-70
• 5.2.4 输出电压谐波和THD的仿真与实验70
• 5.2.5 平均开关损耗系数SLF的仿真70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 后续展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间取得的成果80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 丁凯,邹云屏,王展,吴智超,张允;一种适用于高压大功率的新型混合二极管钳位级联多电平变换器[J];中国电机工程学报;2004年09期

，

本文编号：962413