三電平逆變器控制方法及其在矢量控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、多電平逆變器是近年來(lái)電力電子領(lǐng)域中高壓大功率應(yīng)用場(chǎng)合研究的一個(gè)熱點(diǎn)，多電平逆變器技術(shù)是一種通過改進(jìn)變換器自身拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓大功率輸出的新型變換器，它無(wú)需升降壓變壓器和均壓電路。由于輸出電壓電平數(shù)的增加，使得輸出波形具有輸出諧波小，每個(gè)開關(guān)器件所承受的電壓應(yīng)力較小。因此在中高壓變頻調(diào)速、交流柔性輸電系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。本文針對(duì)三電平逆變器，對(duì)其控制方法進(jìn)行了研究。
　　對(duì)目前多電平逆變器的電路拓?fù)浜涂刂品椒ㄟM(jìn)行了總結(jié)，并

2、將各自的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合加以分析、比較。針對(duì)二極管鉗位型三電平逆變器，對(duì)其結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行了詳細(xì)討論。
　　多電平逆變器的PWM控制技術(shù)是多電平逆變器研究中一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的技術(shù)，它與多電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的提出是同生的，因?yàn)樗粌H決定多電平逆變器的實(shí)現(xiàn)與否，而且對(duì)多電平逆變器的電壓輸出波形質(zhì)量、系統(tǒng)損耗的減小與效率的提高都有直接的影響。合適的PWM控制方式保證系統(tǒng)高性能和高效率的運(yùn)行。多電平逆變器的PWM控制方法主要有兩類：載波調(diào)制

3、法和空間電壓矢量調(diào)制法(SVPWM)。
　　針對(duì)二極管鉗位型逆變器，詳細(xì)研究了SVPWM控制策略。在分析傳統(tǒng)三電平SVPWM控制原理和技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引入一種60°坐標(biāo)系SVPWM快速算法。同時(shí)討論了中點(diǎn)電位不平衡的原因以及中點(diǎn)電位平衡的方法。
　　研究了兩種三電平逆變器異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的方案。一種是基于三電平中點(diǎn)鉗位(NPC)逆變器的零序分量注入型異步電機(jī)矢量控制方案，另一種是基于SVPWM控制三電平異步電機(jī)矢量控制

4、系統(tǒng)。前一種方法中，使用快速電流控制的直接轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制模式，異步電機(jī)由三電平NPC逆變器供電，逆變器控制采用開關(guān)優(yōu)化PWM算法。后一種方法中，逆變器控制采用60°坐標(biāo)系SVPWM算法。仿真結(jié)果表明，兩種方法在三電平逆變器供電的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上有效地實(shí)現(xiàn)了矢量控制，并且具有很好的性能。
　　最后，設(shè)計(jì)一臺(tái)三電平逆變器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置包括三電平逆變器主電路，DSP2812控制板，驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路和輔助電源。編寫控制系統(tǒng)軟件程序，