三電平逆變器控制系統(tǒng)研究.pdf

1、多電平技術由于具有降低開關管耐壓值,減小開關管電壓應力,改善輸出波形質量,提高系統(tǒng)的電壓和功率等級等優(yōu)點,近年來越來越廣泛的應用于高壓大功率領域.目前,在高壓大功率領域中,二極管鉗位型三電平變換器是研究最多,應用最廣的一種多電平拓撲結構.本文主要對二極管鉗位型三電平逆變器的控制系統(tǒng)進行研究,以此擬作為今后進一步研究的基礎.三相對稱的正弦電壓可以合成一個旋轉的空間電壓矢量.本文介紹了三電平逆變器中,如何通過空間矢量PWM調制方法獲得空間電

2、壓矢量,從而獲得三相輸出正弦電壓的問題.并介紹了一種減小開關損耗的方法.為了對三相輸出電壓的波形進行控制,本文在將負載處理為擾動量的基礎上,建立了三電平逆變器在三相靜止ABC坐標系下的數(shù)學模型,并通過坐標變換,得到同步旋轉dq坐標系下的數(shù)學模型,使三相交流量轉化為兩相直流量,簡化了該數(shù)學模型.使用三電平逆變器的狀態(tài)平均模型對三電平逆變器輸出電壓瞬時值閉環(huán)控制系統(tǒng)進行了仿真研究.分別對逆變器的d軸和q軸兩個直流分量進行瞬時值PI控制,能較

3、好的實現(xiàn)對基波擾動的抑制.中點平衡問題是三電平逆變器的一個固有問題,如果不對中點進行控制,輸出電壓中的諧波含量將大大增加,甚至損壞直流電容和開關器件.本文分析了各開關狀態(tài)對中點電位的影響,并通過坐標變換,將中矢量和小矢量對中點電位的影響量化.在理論分析的基礎上,本文提出了一種基于橋臂輸出電流方向和中點波動方向檢測的中點電位控制方法.并建立了考慮中點波動的三電平逆變器完整數(shù)學模型.使用該模型對文中提出的方法進行了仿真研究,論證了控制方法的