三电平VIENNA整流-NPC逆变系统中点波动抑制策略研究

发布时间：2025-04-18 00:10

　　VIENNA整流-NPC逆变系统是一种高功率因数、低谐波的交-直-交三电平变换器,在电机驱动、风力发电、船舶推进和矿井提升等场合具有广阔的应用前景VIENNA整流-NPC逆变系统为三电平拓扑,但存在三电平拓扑固有的中点波动问题,因此,对该三电平系统中点平衡问题展开研究并寻求合适解决方法具有重要的理论意义和实际工程应用价值。建立了三电平VIENNA整流-NPC逆变系统的数学模型,分析了前级VIENNA整流器同相载波调制策略和后级NPC逆变器空间矢量调制原理,给出了占空比表达式。结合前级整流器工作需要,构建了 VIENNA整流器电压定向电流解耦闭环控制系统。针对三电平拓扑直流侧中点电压波动的固有问题,给出了基于零序分费补偿和双载波调制的两种中点波动抑制方法,两种方法都能够消除所应用拓扑中点电位的三次基频波动,对直流偏差具有较好的抑制能力,同时在直流侧电容参数不对称的特殊工况下也能有效抑制中点电位波动。由于第一种方法需要采样系统网侧电流来计算中点电位交流补偿量,因此主要应用在前级VIENNA整流器中;第二中方法可以应用在系统的前级和后级中,均能实现中点波动的有效控制。搭建了一台以TMS320F...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1二极管NPC型三电平变换器Fig.1-1DiodeNPCtypethree-levelconverter

2）三电平变换器的输入输出线电压为多电平，因此在使用相同的滤波电感和条件下，输入输出电流的谐波畸变率会更低，适用于大功率场合【2】。前传统三电平变换器一般采用不可控整流加NPC逆变或者NPC整流加NPC前者给电网注入大量的谐波以及无功污染，后者存在开关管数量多，开关管....

图1-2三电平背靠背系统

西安理工大学工程硕士专业学位论文如图1-1所示，传统的三电平变换器前级通常采用12脉波整流器【6】，后级通常为三电平NPC逆变器，前级12脉波二极管整流结构虽然降低了电网电流谐波含量，但是该结构还需移相变压器，造成整个装置体积庞大，费用高，也不易于系统集成。

图1-3三电平VIENNA整流-NPC逆变系统

其拓扑结构如图1-3所示。图1-3三电平VIENNA整流-NPC逆变系统Fig.1-3Three-levelVIENNArectifier-NPCinvertersystem

图2-1三电平VIENNA整流-NPC逆变系统拓扑Fig.2-1Thetopologyofthree-levelVIENNArectifier-NPCinvertersystem

第2章数学模型及调制策略2数学模型及调制策略2.1数学模型课题采用三相三电平VIENNA整流器-NPC逆变系统拓扑如图2-1所示，主要由输入侧交流滤波电路、主功率电路、直流侧滤波电容、输出侧阻感负载构成。交流滤波电路滤除整流器的高频电流；主功率电路由前级VIE....

本文编号：4040209