npc型三電平逆變器同步空間矢量調(diào)制策略研究(1)

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(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)

3、方法，通過仿真與實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。分別對采用調(diào)制