電壓型多電平變換器若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多電平變換器由于在輸出功率、諧波、功率因數(shù)、負(fù)載共模電壓等方面具有顯著優(yōu)勢(shì),從而得到了廣泛關(guān)注.然而經(jīng)過二十多年的研究,多電平變換器在理論與實(shí)踐中仍有許多方面研究得不太成熟,以致限制了它向更廣領(lǐng)域應(yīng)用.本文著重對(duì)目前尚未解決或解決得不夠完善的一些問題進(jìn)行研究,并提出相應(yīng)解決方案,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面: 1.對(duì)多電平變換器在調(diào)制方式、諧波抑制、能量損耗和系統(tǒng)控制策略等方面作了回顧,主要從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面介紹了多電平變換器的基本理論

2、,并著重介紹了三電平交換器原理. 2.在分析多電平變換器最優(yōu)開關(guān)序列及常用調(diào)制策略原理的基礎(chǔ)上,提出應(yīng)充分挖掘多電平變換器的特點(diǎn),對(duì)其調(diào)制應(yīng)多考慮與其他系統(tǒng)性能要求相結(jié)合.在此指導(dǎo)思想下,提出一種針對(duì)不同負(fù)載降低系統(tǒng)損耗的PWM調(diào)制方法. 3.針對(duì)傳統(tǒng)方法求解消諧方程組的不足,深入分析消諧方程組的特點(diǎn),提出應(yīng)用多元多項(xiàng)式理論求解中點(diǎn)箝位式變換器消諧方程組.以中點(diǎn)筘位式三電平變換器中求解4個(gè)開關(guān)角為例,說明了如何應(yīng)用對(duì)稱多

3、項(xiàng)式降冪和結(jié)式理論消元.這種方法不僅克服了迭代法求解需給定初值的弊端,而且可求得全局解.對(duì)所求得的開關(guān)角作了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證. 4.提供研究多電平變換器通態(tài)損耗的方案.根據(jù)電流、電壓關(guān)系確定器件導(dǎo)通規(guī)律,以此為基礎(chǔ)計(jì)算器件導(dǎo)通占空比和推導(dǎo)用于計(jì)算通態(tài)損耗的表達(dá)式.作為該方案的應(yīng)用,對(duì)正弦調(diào)制和三次諧波注入法調(diào)制下的中點(diǎn)箝位式三電平交換器通態(tài)損耗進(jìn)行了分析與比較. 5.對(duì)多電平變換器開關(guān)損耗研究.根據(jù)電壓、電流波形理論上是電壓、電

4、流前期與后期函數(shù)的事實(shí),通過表征開關(guān)電量波形的幾個(gè)特性參數(shù),由波形產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理,.精確擬合逼近實(shí)際波形.根據(jù)波形表達(dá)式,結(jié)合多電平變換器的工作原理,建立多電平變換器開關(guān)損耗模型.作為方法的應(yīng)用,研究了三電平中點(diǎn)箝位式變換器開關(guān)損耗,研究的器件為主流功率器件IGBT和快恢復(fù)二極管.對(duì)三電平變換器開關(guān)損耗計(jì)算方法和結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證. 6.理論研究三電平變換器在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.研究直接轉(zhuǎn)矩控制的退磁現(xiàn)象及解決方法;研究電