四象限級(jí)聯(lián)型多電平逆變器拓?fù)浼翱刂撇呗缘难芯?pdf

1、級(jí)聯(lián)型多電平逆變器因其具有以低壓方式解決高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)問題且易于擴(kuò)展電壓等級(jí)的特點(diǎn)，同時(shí)具有運(yùn)行特性優(yōu)良、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點(diǎn)使其在高壓電機(jī)變頻調(diào)速領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在高壓變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展過程中，由于受相關(guān)學(xué)科和自身技術(shù)發(fā)展等因素的限制，目前的級(jí)聯(lián)型多電平逆變器均采用二極管不控整流橋，能量只能單向傳遞，無法應(yīng)用于需四象限運(yùn)行的變負(fù)荷拖動(dòng)系統(tǒng)中，限制了該類逆變器的應(yīng)用；另一方面，導(dǎo)致電網(wǎng)電流諧波污染嚴(yán)重。因此，開展新型高壓電機(jī)變頻

2、驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究，解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題，具有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文主要針對(duì)上述問題提出一種新型能量自動(dòng)雙向傳遞的級(jí)聯(lián)型多電平逆變器拓?fù)?，以解決高壓電機(jī)系統(tǒng)的四象限運(yùn)行問題，擴(kuò)展級(jí)聯(lián)型逆變器的應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)所提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，論文重點(diǎn)研究了相應(yīng)的控制策略。并對(duì)級(jí)聯(lián)型逆變器的多電平PWM技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　首先分析了交流電機(jī)再生能量的產(chǎn)生機(jī)理以及傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)型逆變器處于再生發(fā)電狀態(tài)的運(yùn)行特性，揭示了其性能上的缺陷。

3、在此基礎(chǔ)上，將電壓型PWM整流器與級(jí)聯(lián)型逆變器相結(jié)合，提出一種新的四象限級(jí)聯(lián)型多電平逆變器拓?fù)?。論文通過推導(dǎo)四象限功率單元的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而建立了N單元四象限級(jí)聯(lián)型逆變器的數(shù)學(xué)模型，為其控制策略的研究提供理論依據(jù)。通過分析四象限級(jí)聯(lián)型逆變器能量逆?zhèn)鬟f的過程，得出各個(gè)功率單元對(duì)再生能量的分配具有同時(shí)性和均衡性的結(jié)論；同時(shí)確定了采用隔離變壓器副邊電壓作為定向矢量的控制策略，以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較高效率運(yùn)行。
　　深入研究了基于級(jí)聯(lián)型逆變器的新型

4、多電平PWM技術(shù)。為了解決載波移相SPWM技術(shù)以及錯(cuò)時(shí)采樣SVPWM技術(shù)存在的問題，提出一種可顯著降低算法復(fù)雜度的新型單元矢量延時(shí)疊加多電平SVPWM（OTS-SVPWM）技術(shù)。論文詳盡闡述了OTS-SVPWM技術(shù)的調(diào)制原理，推導(dǎo)了幅值損失率與采樣周期的關(guān)系。通過選取適當(dāng)?shù)牟蓸又芷谥担撔滦蚉WM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與錯(cuò)時(shí)采樣SVPWM技術(shù)等效的多電平PWM波形輸出，并具有采樣頻率不隨級(jí)聯(lián)單元數(shù)量的變化而變化的優(yōu)點(diǎn)。
　　研究了基于電壓定向

5、矢量控制策略的四象限級(jí)聯(lián)型逆變器的運(yùn)行特性，仿真結(jié)果證明了所提出拓?fù)涞恼_性。在論文的研究中，為了更好地對(duì)所提出的新型四象限級(jí)聯(lián)型多電平逆變器進(jìn)行控制，以獲得良好的運(yùn)行特性，提出了基于改進(jìn)虛擬磁鏈觀測器的直接功率控制策略。通過采用帶飽和限幅反饋環(huán)節(jié)的積分器，解決了傳統(tǒng)觀測方法存在的初始值選取等問題。在此基礎(chǔ)上，提出了無交流電壓傳感器的四象限級(jí)聯(lián)型逆變器的電路結(jié)構(gòu)，對(duì)其運(yùn)行特性進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明，在無需檢測交流輸入電壓的前提下，仍然