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文檔簡介
1、NPC型三電平逆變器同步空間矢量調(diào)制策略研究:ResearchonSynchronizedSpaceVbctorPWMforNPCThreeLevelInverters學(xué)科專業(yè):電氣工程研究生:孫海衛(wèi)指導(dǎo)教師:陳煒副教授天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院二零一五年十二月摘要隨著電壓源變換器的應(yīng)用越來越廣泛,脈寬調(diào)制(PuIseWidthModulation,PWM)策略已經(jīng)逐漸成為一個核心技術(shù)。三電平同步空間矢量調(diào)制技術(shù),以其在抑制波形畸變、
2、降低開關(guān)損耗等方面的突出優(yōu)勢,在高壓大功率逆變器中得到廣泛的研究和應(yīng)用。對于高壓大功率三電平逆變器,過高的開關(guān)頻率導(dǎo)致過大的開關(guān)損耗,并使流過功率器件的額定電流受到限制,從而導(dǎo)致系統(tǒng)整體效率降低。此外,低開關(guān)頻率運(yùn)行,導(dǎo)致輸出電壓含有大量低次諧波。因此,在低開關(guān)頻率工況下提高電壓波形質(zhì)量,同時減少開關(guān)次數(shù)以降低開關(guān)損耗,是大功率三電平逆變器調(diào)制面臨的關(guān)鍵問題。本文詳細(xì)分析了傳統(tǒng)三電平同步空間矢量線性調(diào)制策略以及過調(diào)制策略的基本原理和實現(xiàn)
3、方法,通過仿真與實驗研究了傳統(tǒng)策略在波形質(zhì)量與開關(guān)損耗兩方面的性能。為了迸一步提高逆變器電壓質(zhì)量、降低開關(guān)損耗,本文提出采用調(diào)制度分段的同步空間矢量線性調(diào)制策略以及過調(diào)制策略。該策略針對不同的參考矢量數(shù)及參考矢量分布方式對調(diào)制度進(jìn)行分段,并在不同調(diào)制度范圍內(nèi),分別構(gòu)造能夠同時保證電壓波形同步性、三相對稱性、半波對稱性以及四分之一波對稱性且開關(guān)次數(shù)最少的開關(guān)序列。在此基礎(chǔ)上,以線電壓加權(quán)諧波畸變率(W西ghtedTotalH黜oIlicD
4、istortion,WTHD)、感應(yīng)電機(jī)電流諧波畸變率(TotalHannonicDistortion,THD)為衡量指標(biāo),得到了各調(diào)制度分段范圍內(nèi)的最優(yōu)開關(guān)序列。通過仿真與實驗驗證了采用調(diào)制度分段的三電平逆變器同步空間矢量線性調(diào)制策略與過調(diào)制策略,在改善線電壓wTHD、電機(jī)電流THD以及減少開關(guān)次數(shù)等方面的有效性。搭建了基于MATLAB的三電平電壓源逆變器控制系統(tǒng)仿真模型,以及小功率中點(diǎn)鉗位型三電平電壓源逆變器實驗系統(tǒng)。分別對采用調(diào)制
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