多電平變流器SVPWM簡化算法研究.pdf

1、多電平變流器具有減小輸出電流、電壓諧波及降低開關器件應力的優(yōu)點,其應用越來越廣泛,脈寬調(diào)制算法是決定變流器輸出特性的關鍵因素之一。本論文分別以三相三線制二極管鉗位式多電平變流器、級聯(lián)式多電平變流器為研究對象,對其調(diào)制方法進行詳細分析和研究,給出易于實現(xiàn)的簡化調(diào)制策略。
　　針對三相三線制二極管鉗位式多電平變流器,傳統(tǒng)空間矢量脈寬調(diào)制策略(SVPWM)扇區(qū)判斷繁瑣,作用時間計算復雜,本文提出二極管鉗位式三電平變流器簡化 SVPWM算

2、法,該算法的思路:基于分類算法推導各橋臂開關的開關時刻,歸納其特點,給出算法實現(xiàn)的簡化方法。算法在實現(xiàn)過程中無需扇區(qū)判斷等中間步驟,可直接根據(jù)參考電壓得出各開關的開關時刻。對三電平簡化SVPWM算法進行仿真和實驗驗證,結果表明所提出的簡化調(diào)制策略能夠較準確的等效參考電壓。將簡化算法推廣到五電平,與基于非正交60°g-h坐標系空間矢量脈寬調(diào)制算法比較,簡化算法的運行速度及效果均優(yōu)于后者。
　　控制中點電位平衡是制約三電平NPC(Ne

3、utral-Point Clamped)拓撲結構推廣和應用的一大難題。本文在分析各矢量對變流器中點電位影響效果的基礎上,采用控制中點電荷的方案調(diào)節(jié)直流側(cè)中點電位,理論分析可知通過控制正負小矢量的作用時間能夠抵消直流側(cè)中點電荷,使中點電位達到動態(tài)平衡。結合三電平簡化 SVPWM調(diào)制策略,推導中點電位簡化控制策略,仿真結果表明采用的調(diào)制策略能夠控制中點電位在允許范圍內(nèi)?？紤]死區(qū)效應,分析在不同電流極性情況下,變流器理想輸出電壓與開關狀態(tài)的關

4、系,在此基礎上給出死區(qū)優(yōu)化補償策略,仿真驗證了該死區(qū)補償策略的有效性。
　　五電平NPC/H橋變流器相比于鉗位式多電平變流器,鉗位二極管少,不存在均壓問題,論文研究該拓撲的換流方式,建立多電平變流器的數(shù)學模型,以此為理論基礎,分析其調(diào)制策略。對比鉗位式五電平NPC拓撲,根據(jù)變流器輸出電平與開關狀態(tài)的對應關系,在分析和確定五電平NPC/H橋各開關器件編號的前提下,應用五電平簡化SVPWM實現(xiàn)其調(diào)制;結合載波相移(SPWM)與三電平簡