三電平整流器脈寬調(diào)制策略及無源性控制.pdf

1、二極管中點(diǎn)箝位(NPC)三電平PWM整流器因其具有雙向功率流動、更低的網(wǎng)側(cè)電流畸變率、更高的直流輸出電壓、更低的功率開關(guān)器件電壓應(yīng)力等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于中高壓變頻調(diào)速、電力有源濾波器、無功補(bǔ)償、高壓直流輸電等領(lǐng)域。本文以NPC三電平PWM整流器作為研究對象，對無源性功率閉環(huán)控制、SPWM調(diào)制模式及特性、脈寬調(diào)制策略優(yōu)化等問題作了討論和研究。
　　論文分析了PWM整流器低頻數(shù)學(xué)模型，根據(jù)無源性控制相關(guān)理論知識，建立了三電平PWM整流

2、器的歐拉-拉格朗日(EL)數(shù)學(xué)模型，證明其無源性，利用Lyapunov穩(wěn)定性定理，根據(jù)阻尼注入方法設(shè)計(jì)三電平整流器的無源性功率控制器，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制方法的正確性與可行性，系統(tǒng)輸出電壓恒定，且獲得了較高的功率因數(shù)和正弦度較好的網(wǎng)側(cè)電流。
　　針對載波調(diào)制策略，本文分析了同相層疊脈寬調(diào)制策略的調(diào)制序列和調(diào)制模式，并分析了不同負(fù)載對調(diào)制度和整流器特性的影響。最后得出結(jié)論:針對不同的負(fù)載可以調(diào)整直流側(cè)輸出電壓或交流側(cè)輸入電壓來

3、改變調(diào)制度，以使整流器獲得最佳的控制性能。當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，選擇較低的調(diào)制度;當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，選擇較高的調(diào)制度。
　　針對SPWM方法，進(jìn)行了三種優(yōu)化:第一，為了減小損耗，采用三電平最小開關(guān)損耗調(diào)制方法，使每個開關(guān)器件在一個PWM周期里最多有120°不動作，最大限度地減小了損耗;但會出現(xiàn)部分雙極性調(diào)制的模式。第二，探討了SPWM與SVPWM的關(guān)系，在調(diào)制波中疊加零序分量獲得空間矢量脈寬調(diào)制效果，降低了電流畸變率，且具有實(shí)現(xiàn)簡單的優(yōu)點(diǎn)。第