NPC三电平逆变器SVPWM控制策略的研究

发布时间：2017-05-08 19:11

  本文关键词：NPC三电平逆变器SVPWM控制策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 多电平逆变器在大容量、高压的场合得到了越来越多的应用。在多电平逆变器的多种控制策略中,空间矢量调制(SVPWM)算法具有调制比大、能够优化输出电压波形、易于数字实现、母线电压利用率高等优点,成为人们关注的热点。 本文主要从以下几个方面对NPC三电平逆变器系统进行了分析和研究: 1.以中点箝位式三电平逆变器的基本拓扑结构为基础,阐述了三电平逆变器的运行机理。 2.在两电平逆变器基础上详细研究了三电平逆变器中空间电压矢量调制技术的基本原理,提出了一种采用最近三矢量法合成参考矢量的空间矢量脉宽调制算法,给出了小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量作用顺序和作用时间以及开关信号的产生方法。由于中点电位的不平衡是二极管箝位式三电平逆变器运行过程中比较严重的问题,本文对此作了详细的研究。分析了不同矢量对中点电位的影响,并得出通过对成对小矢量的作用时间分配能够控制中点电位的结论。 3.建立了三电平逆变器系统数学模型,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平逆变器中,使其具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输出电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。 4.通过MATLAB仿真软件对本文提出的算法进行仿真验证。并采用TI公司的TMS320F2812DSP作为系统主控制器,完成大部分软件的编写。采用所提出的算法,在硬件实验平台得到三电平逆变系统的实验波形,证明了算法的正确性。
【关键词】：三电平逆变器 空间矢量调制 中点平衡 双闭环控制 DSP
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM464
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 多电平逆变器的研究现状和发展前景~([1,2])10-11
• 1.2 三电平逆变器的拓扑结构11-14
• 1.2.1 飞跨电容箝位型三电平逆变器11-12
• 1.2.2 级联型三电平逆变器12-13
• 1.2.3 二极管箝位型三电平逆变器13-14
• 1.3 三电平逆变器的控制策略14-15
• 1.4 本论文研究目的及主要内容15-16
• 2 二极管箝位式三电平逆变器拓扑结构的研究16-20
• 2.1 二极管箝位式逆变电路的拓扑结构16-18
• 2.2 二极管箝位式逆变电路的控制要求18-20
• 3 三电平逆变器SVPWM控制策略20-34
• 3.1 两电平空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理20-26
• 3.1.1 两电平逆变器工作原理20-21
• 3.1.2 三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换~([21])21-22
• 3.1.3 两电平逆变器SVPWM基本原理22-26
• 3.2 三电平逆变器的控制策略26-34
• 3.2.1 判断参考矢量所处位置26-29
• 3.2.2 输出电压矢量的作用时间29-31
• 3.2.3 空间电压矢量作用顺序的确定31-34
• 4 中点平衡34-40
• 4.1 中点电位不平衡的原因34
• 4.2 三电平逆变器中点电压波动分析34-40
• 4.2.1 三电平逆变器中点电压波动定性分析34-36
• 4.2.2 对三电平逆变器中点电位波动的定量分析36-40
• 5 三电平逆变器的并网控制40-46
• 5.1 三相电压型逆变器dq模型的建立40-42
• 5.2 三相电压源逆变器控制系统设计42-46
• 5.2.1 有功并网时控制系统设计43-44
• 5.2.2 无功并网时控制系统设计44-45
• 5.2.3 旋转坐标系到静止坐标系的变换45-46
• 6 三电平逆变器的计算机仿真46-58
• 6.1 SVPWM模块47-49
• 6.1.1 大扇区号的判断47
• 6.1.2 空间矢量作用时间的确定47-49
• 6.2 并网控制模块49-52
• 6.2.1 三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换49-50
• 6.2.2 前馈解耦50
• 6.2.3 两相旋转坐标系到两相静止坐标系的变换50-52
• 6.3 仿真波形及分析52-58
• 6.3.1 逆变器输出电压波形52-54
• 6.3.2 中点平衡波形54-55
• 6.3.3 无功并网电压电流波形55-58
• 7 三电平逆变器的SVPWM调制方法的实验实现58-74
• 7.1 三电平逆变器主电路的组成58-59
• 7.2 基于DSP的控制系统硬件设计59-67
• 7.2.1 DSP主控板的设计60-63
• 7.2.2 外围电路63-67
• 7.3 系统软件设计67-74
• 7.3.1 主程序和主定时器中断67-68
• 7.3.2 电压空间矢量脉宽调制的实现68-74
• 8 三电平逆变器SVPWM调制方式的实验结果74-78
• 8.1 欠调制区域波形74
• 8.2 线性调制区域波形74-78
• 9 结论78-80
• 参考文献80-82
• 附录A82-84
• 附录B84-86
• 作者简历86-90
• 学位论文数据集90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陶生桂,杨超;二极管箝位式多电平逆变器PWM控制技术分析[J];电力电子技术;2005年05期

2 宋文祥;陈国呈;武慧;孙承波;;一种具有中点电位平衡功能的三电平空间矢量调制方法及其实现[J];中国电机工程学报;2006年12期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 金舜;钟彦儒;明正峰;王建渊;;一种消除窄脉冲并控制中点电位的三电平PWM方法[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年

  本文关键词：NPC三电平逆变器SVPWM控制策略的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：351706