级联型逆变器调制方法改进研究

发布时间：2017-09-15 02:39

  本文关键词：级联型逆变器调制方法改进研究

  更多相关文章： 多电平逆变器 开关损耗 级联型 延时叠加 错时采样

【摘要】：在常见的多电平拓扑中,级联型拓扑具有模块化实现方便、无需均压控制、易于实现软开关技术等诸多优点,而倍受关注。本文以级联型逆变器为对象,对其调制算法进行分析比较。在前人工作的基础上,重点对其调制算法进行改进,使逆变器输出性能更佳。本文首先对多电平逆变器的发展、分类及应用进行了概述。并阐述了N单元级联型逆变器的工作原理和数学模型。分析了三种阶梯调制法开关角求解的优缺点。对三种载波层叠法与载波水平移相法进行了仿真研究,在谐波消去程度上,同相层叠法最优,交替反相层叠次之,正负反相层叠法最差。在载波水平移相基础上,基于控制自由度的思想,注入三次谐波和零序分量,优化了开关频率,减少了开关损耗,提高了直流电压利用率。并且把级联型主电路结构进行分解,找到了其与三相两电平逆变器在拓扑结构上的本质联系。其次,结合阶梯调制法和载波移相法的优点,给出一种改进调制算法,改进算法根据调制波的大小,始终保持一个功率单元载波移相控制,其他单元阶梯波调制。设计了开关损耗测量模型,对每个单元的功率管的开关损耗进行测量,该算法能有效的降低开关损耗。针对错时采样SVPWM(STS-SVPWM)技术,需要对每一级功率单元左、右桥臂都采样及矢量合成算法复杂,占大量CPU内存资源的缺点,把移相原理和错时采样思想结合,给出一种延时叠加SVPWM法,该方法能大大简化STS-SVPWM法。最后,利用Matlab对算法进行仿真建模,对比验证了算法的正确性和有效性。仿真表明：改进调制算法能有效的降低开关损耗；单元延时叠加SVPWM法输出性能与STS-SVPWM法大致一样,但算法大大简化。
【关键词】：多电平逆变器 开关损耗 级联型 延时叠加 错时采样
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景和意义9
• 1.2 多电平逆变器的定义9-10
• 1.3 多电平逆变器的发展及现状10-14
• 1.3.1 多电平主电路拓扑结构11-13
• 1.3.2 多电平逆变器的PWM控制技术13-14
• 1.4 多电平逆变器的分类及应用14-15
• 1.5 本文主要研究内容15-17
• 第二章 级联型逆变器的工作原理及数学描述17-25
• 2.1 单个H桥单元逆变器的工作原理及数学描述17-18
• 2.1.1 单个H桥单元的工作原理17-18
• 2.1.2 单个H桥单元的数学描述18
• 2.2 N单元级联型逆变器的工作原理及数学描述18-22
• 2.2.1 N单元级联H桥逆变器的工作原理18-20
• 2.2.2 N单元级联H桥逆变器的数学描述20-22
• 2.3 本章小结22-25
• 第三章 级联型多电平逆变器的调制算法分析25-43
• 3.1 阶梯波控制法25-28
• 3.1.1 等面积控制法25-26
• 3.1.2 指定谐波消去法26-27
• 3.1.3 三角波式控制算法27-28
• 3.2 多载波控制算法28-36
• 3.2.1 载波垂直控制技术28-31
• 3.2.2 载波水平移相技术31-33
• 3.2.3 三次谐波注入法33-34
• 3.2.4 零序分量注入法34-36
• 3.3 空间电压矢量法36-41
• 3.3.1 两电平空间矢量调制37-39
• 3.3.2 多电平空间矢量调制39-40
• 3.3.3 级联型多电平逆变器与两电平逆变器本质联系40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 一种降低开关损耗的调制算法43-55
• 4.1 开关损耗43
• 4.2 降低开关损耗原因分析43-44
• 4.3 改进调制算法的原理44-45
• 4.4 改进调制算法仿真模型45-52
• 4.4.1 仿真模型各子模块设计45-48
• 4.4.2 整体仿真模型及仿真环境设置48-49
• 4.4.3 仿真实验及其现象49-52
• 4.5 仿真分析及结论52-53
• 4.6 本章小结53-55
• 第五章 一种新型的延时叠加SVPWM法55-67
• 5.1 新型算法的思想来源及解决的问题55-56
• 5.2 单元延时叠加SVPWM法56-58
• 5.2.1 一级联单元OTS-SVPWM调制方法56-57
• 5.2.2 N级级联单元OTS-SVPWM调制方法57-58
• 5.3 单元延时叠加SVPWM法仿真模型58-63
• 5.3.1 仿真各模块的设计58-62
• 5.3.2 整体仿真模型及仿真环境的配置62-63
• 5.4 仿真实验波形及现象63-65
• 5.5 仿真分析及结论65-66
• 5.6 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 攻读学位期间发表的学术论文75

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