基于不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的新型多電平變換器研究.pdf

1、多電平變換器由于輸出波形畸變小、dv/dt小和系統(tǒng)的EMI小等特點(diǎn)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，而且越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交直流電力傳輸?shù)确矫?。但是目前的多電平變換器都存在一定的缺點(diǎn)，尤其當(dāng)輸出電平數(shù)增加時(shí)，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜性顯著增加，降低了系統(tǒng)的可靠性。本文主要研究了組合式不對(duì)稱(chēng)多電平變換器和組合式不對(duì)稱(chēng)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器的拓?fù)錁?gòu)成方法和調(diào)制策略。 本文研究了組合式不對(duì)稱(chēng)多電平拓?fù)渖煞椒ǎ床捎貌煌亩嚯娖交締?/p>

2、元拓?fù)?，組合成不對(duì)稱(chēng)多電平變換器(AMC)。在此基礎(chǔ)上生成了幾種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文根據(jù)組成多電平變換器基本單元的拓?fù)湎嗤c否，把多電平變換器分成兩類(lèi)，定義如下： 當(dāng)基本單元用相同的多電平基本單元拓?fù)鋾r(shí)，組合而成的電路稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)多電平變換器(SMC)。 當(dāng)基本單元采用不同的多電平基本單元拓?fù)鋾r(shí)，組合而成的電路稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)多電平變換器(AMC)。 經(jīng)研究．AMC拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，這種逆變電路的顯著優(yōu)點(diǎn)就是在保持輸出有效電平數(shù)的同

3、時(shí)，能夠減少開(kāi)關(guān)元器件的數(shù)量。通過(guò)和其他多電平電路的比較，也證明了這個(gè)結(jié)論的正確性。本文重點(diǎn)研究了一個(gè)不對(duì)稱(chēng)四電平變換器和一個(gè)新型不對(duì)稱(chēng)六電平變換器，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證拓?fù)涞恼_性。 本文研究了組合式不對(duì)稱(chēng)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器拓?fù)涞纳煞椒?，在此基礎(chǔ)上提出了幾種新型拓?fù)?，重點(diǎn)研究了不對(duì)稱(chēng)同構(gòu)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器和不對(duì)稱(chēng)異構(gòu)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器。組合式不對(duì)稱(chēng)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器拓?fù)涞纳煞椒梢苑譃閮煞N：同構(gòu)組合(AMC-AMC

4、)以及異構(gòu)組合(AMC-SMC)結(jié)構(gòu)。 對(duì)于AMC-AMC結(jié)構(gòu)，提出了一種新型單相不對(duì)稱(chēng)同構(gòu)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器。這個(gè)級(jí)聯(lián)拓?fù)涮攸c(diǎn)：沒(méi)有電壓不平衡問(wèn)題；器件數(shù)目少；通過(guò)改變直流電壓的幅值可以改變輸出電平的個(gè)數(shù)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新型拓?fù)涞恼_性。 對(duì)于AMC-SMC結(jié)構(gòu)，提出了一種新型單相不對(duì)稱(chēng)異構(gòu)混合級(jí)聯(lián)型多電平變換器。該變換器由一個(gè)不對(duì)稱(chēng)六電平變換器和一個(gè)H橋級(jí)聯(lián)得到。當(dāng)選用合適的調(diào)制策略時(shí)，不對(duì)稱(chēng)單元兩電平半橋的兩個(gè)開(kāi)關(guān)

5、器件工作在基波頻率，而三電平半橋的四個(gè)器件工作在較高頻率，而對(duì)稱(chēng)單元的器件工作在適中的頻率。所以，這個(gè)拓?fù)渚哂虚_(kāi)關(guān)頻率較高而耐壓值相對(duì)較低的開(kāi)關(guān)器件與高耐壓值而開(kāi)關(guān)頻率較低的器件將協(xié)同工作的優(yōu)勢(shì)。最后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證新型拓?fù)涞恼_性。本文研究了船舶燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研制了一艘基于燃料電池電力驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)船，簡(jiǎn)單討論了混合級(jí)聯(lián)型變換器在燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。為了研究燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，建立燃料電池模型。在建立的燃料電池模型的基礎(chǔ)上，建立