基于混合箝位五電平拓撲的三相PWM整流器研究.pdf

1、二極管箝位型(NPC)多電平PWM整流器由于其諸多優(yōu)勢成為高壓大功率有源AC-DC轉(zhuǎn)換領(lǐng)域研究的熱點,但直流母線電容電壓不均衡的問題一直是研究的難點。對于三電平拓撲,目前已有較為成熟的解決方案,在工業(yè)上獲得了廣泛的應(yīng)用,而更高電平的拓撲卻一直沒有有效可行的方法,因此,多電平PWM整流器的研究大多局限于三電平拓撲。
　　 本文采用一種混合箝位五電平拓撲應(yīng)用于PWM整流器,此拓撲具有自然均壓的功能,從而大大減小了控制的復(fù)雜度,使得已

2、有的較為成熟的PWM整流器控制方法可部分移植到該五電平PWM整流器的控制上。
　　 本文首先分析了混合箝位五電平PWM整流器的工作原理,運行于整功率因數(shù)下電路的工作模態(tài)。針對電壓源型PWM整流器(VSR)一個重要的參數(shù)交流進線電感,本文結(jié)合混合箝位五電平特有的交替混合PWM調(diào)制(AHPWM)方法,推導(dǎo)出了選取電感感值的理論計算式。同時,由于開關(guān)電容電路的存在,當(dāng)變換器處于三相工作時,在直流母線側(cè)會出現(xiàn)不同的電容容值,本文推導(dǎo)了直

3、流母線等效電容容值與調(diào)制比之間的函數(shù)關(guān)系式。
　　 基于混合箝位五電平拓撲,本文分析了PWM的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了直接電流控制的控制算法,闡述了雙環(huán)控制的控制原理,并給出了控制系統(tǒng)的設(shè)計方法,以及電壓前饋控制用于限制系統(tǒng)啟動電流的策略。
　　 另外,本文對非理想特性下混合箝位五電平PWM整流器的換流模態(tài)做了詳細的分析,將整功率因數(shù)控制下的換流模態(tài)分為五類,結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析了每一類的每一種模態(tài)轉(zhuǎn)換引起器件電壓電