基于模塊化多電平結(jié)構(gòu)高壓變頻器控制系統(tǒng)研究.pdf

1、能源問題已經(jīng)成為一個全球性的重大問題，節(jié)能減排我國現(xiàn)階段發(fā)展的一個重大方向。高壓變頻器是工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能的重要手段，其所應(yīng)用的多電平技術(shù)也已成為高壓大功率傳動領(lǐng)域的主流技術(shù)，主要有以下三種拓撲：二極管鉗位型、飛跨電容型以及H橋功率單元級聯(lián)型結(jié)構(gòu)。目前，這幾種結(jié)構(gòu)的多電平技術(shù)雖然比較成熟，但仍存在不少問題，且對于高性能的高壓變頻器系統(tǒng)，其應(yīng)用將受到限制。因此，本文提出將模塊化多電平變流器(Modular Multilevel Converte

2、r，MMC)的拓撲結(jié)構(gòu)應(yīng)用到傳動領(lǐng)域，構(gòu)成新型的高性能高壓變頻系統(tǒng)。
　　首先，本文對模塊化多電平變換器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理做出基本介紹，對其適用在傳動領(lǐng)域的基本特點進行分析，從整體上給出主拓撲圖，包括與電網(wǎng)相連的MMC整流器、與交流異步電動機相連的MMC逆變器以及直流母線端，并重點介紹半橋型子模塊結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)及運行方式，同時對在此基礎(chǔ)上的幾種電氣模型進行比較分析。同時，對常用的調(diào)制策略進行介紹，并對啟動時整流側(cè)和逆變側(cè)的預充電

3、做出系統(tǒng)闡述。
　　本文的控制整體分為兩部分：整流側(cè)的控制和逆變側(cè)的控制。整流側(cè)連接電網(wǎng)，起到實現(xiàn)單位輸入功率因數(shù)控制、減少諧波污染和穩(wěn)定直流側(cè)母線電壓的作用。因此，文章從MMC整流器出發(fā)，在模塊化多電平電氣模型的基礎(chǔ)上進一步對MMC整流器建立數(shù)學模型，以此為依據(jù)，分析系統(tǒng)相間環(huán)流產(chǎn)生原因、存在方式和具體數(shù)學關(guān)系，表明環(huán)流的存在并不影響 MMC外部特性，但會對增大橋臂損耗，并給出具體環(huán)流抑制措施。本文重點對電壓均衡問題進行分析，基