非对称混合五电平逆变器及其新调制策略研究

发布时间：2020-11-02 10:07

　　 近年来,多电平功率变换技术因其在中、高压大功率应用场合的广阔前景,已成为国内外的研究热点。当输出电压电平数大于等于五电平时,传统的多电平逆变器存在结构复杂、所需器件多、控制难度大等问题,限制了其应用。混合多电平逆变器能以较少的功率开关器件输出较多的电压电平数,具有结构简单、所需功率器件少、输出电压质量高等优点受到了国内外的广泛关注。本文以非对称结构的混合五电平逆变器为研究对象,首先基于开关-二极管-电容网络(Switch-Diode-Capacitor,SDC)提出了一种倍压非对称混合五电平逆变器。该新拓扑采用了具有升压以及自均压功能的SDC网络,相比于其他非对称混合五电平逆变器,能够提高逆变器输出电压为电源电压的两倍,同时不需要考虑电容电压的平衡问题,降低了控制难度。此外,本文还研究了非对称混合五电平逆变器的调制策略,针对其拓扑特点提出了一种新的单载波双调制波脉冲宽度调制(Pulse Width Moudulation,P WM)策略。该新调制策略采用了两个调制波,每个采样周期调制波与载波存在4个交点,提高了控制的灵活性,能够解决倍压非对称混合五电平逆变器同类型开关损耗不一致以及电容箝位非对称混合五电平逆变器电容电压的平衡问题。此外,该新调制策略仅用单个三角载波,当采用数字信号处理器(Digi tal signal processor,DSP)作为其控制器时,只需一个增强型脉冲宽度调制模块(enhanced pulse width modulatior,ePWM)就能实现对非对称混合五电平逆变器的控制,不需要多个模块间的同步,节约DSP片上资源的同时降低了控制的实现难度,具有较强的工程实际意义。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM464
【部分图文】：

1 绪 论平的持续时间，进而控制阶梯波的波形。该控制方式率低，但其控制效果差、输出波形谐波含量高、动态两电平逆变器一样，多电平逆变器的特定次谐波消去法制定“凹槽”信息选择性的消去某次谐波。该方法能输出波形的影响，但其计算过程较为复杂，有时候甚应过程较快的场合。调制技术是利用面积等效原理使得输出脉冲的宽度或效正弦输出波形的一种调制技术。多电平逆变器的 S较，由比较结果驱动开关器件，由于其存在载波和调调制策略十分丰富，包括载波层叠、载波移相等多种平逆变器的载波层叠 PWM 策略。

区别在于多电平逆变器可选择的电压矢量更于圆形，输出波形质量更高，开关损耗小。算法十分复杂，很难实现，所以其应用很少超 SVPWM 策略。策略变器由于采用了两种不同类型的开关器件，其器。开关频率低的功率器件采用低频调制或形质量开关频率高的功率器件工作在高频模[11,13]。除此之外，为了满足拓扑的一些特定性采用其他的一些调制方式如直接计算开关导 1.7 所示的单相不对称五电平逆变器采用了M 相结合的控制方式，如图 1.13 所示，该控电平，但存在直流侧电容中点电压波动较大现平衡。

图 1.14 混合载波 PWM 方法Fig1.14 Hybrid-carrier PWM methoud压比为 1:2 的两单元混合级联多电平逆变器提出了一种混合载波 PWM 方法，高压单元采高频调制，虽能保证逆变器具有良好的波形题，但其控制过程十分复杂，如图 1.14 所示研究内容变器的发展，混合多电平逆变器以其结构简好、控制简单等优点成为目前的一个研究热为研究对象，分别作了如下几个方面的研究扑结构和控制策略两方面综述了国内外对于见的五电平逆变器作了重点介绍，同时针对拓扑的形成规律，以及控制原理。
【参考文献】

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本文编号：2866907