三电平变流器PWM技术及中点电压平衡方法的研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aptxkid2009
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随着电力电子器件制造技术和控制技术的不断发展,三电平变流器的应用范围也逐渐拓宽。由于中点钳位型三电平变流器表现出的诸多优良特性,使其逐渐成为三电平变流器中的研究热点。本文主要从脉宽发生技术和脉宽调制技术两个方面对中点钳位型三电平变流器的输出电压序列产生、死区影响、电容中点电压平衡等问题进行研究和探讨。
  首先,本文介绍了三电平变流器的发展历史及研究的价值意义,分析了几种典型的三电平变流器拓扑结构,引出了本文的研究对象,中点钳位型三电平变流器,并从电路结构、运行原理、数学模型、电平切换过程几个方面具体分析了其基本工作原理。同时介绍了三种比较典型的三电平脉宽调制技术,对其基本原理、占空比计算方法进行了详细的描述,并对这三种脉宽调制技术的电容中点电压平衡能力进行了分析和讨论,指出了他们在电容中点电压平衡控制能力方面的不足。
  接着,本文从输出电压序列产生的角度对两种三电平载波层叠脉宽发生技术进行了研究,研究内容主要包括一个控制周期内的开关序列和输出电压序列的产生、死区影响和序列过渡问题,在此基础上提出了一种简化的载波层叠脉宽发生技术。
  最后,本文针对中点钳位型三电平变流器中三相三线制和三相四线制两种不同结构的电容中点电压平衡问题,在载波脉宽调制技术的基础上,具体分析了两种结构电容中点电压的不平衡机理。对于三相三线制结构,具体分析了零序电压注入与电容中点电压平衡能力的关系,提出了规划零序电压注入和最近点钳位的电容中点电压平衡控制方法,最后通过实验与前文介绍的三种脉宽调制技术进行了比较,证明了本文所提出的方法具有较强的电容中点电压平衡控制能力。针对三相四线制结构,本文分析了其并网输出单相和三相正弦基波电流时的电容中点电压平衡恢复能力,并针对电容中点电压上的直流偏移问题,提出了一种零序电流注入的电容中点电压平衡控制方法,最后通过实验检验了该方法的有效性。这三种电容中点电压平衡控制方法都建立在载波脉宽调制技术基础上,易于实现。
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