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随着现代社会科技的日新月异,现代工业对设备的容量不断攀升,大容量多电平功率变换技术得到了飞速发展。所谓逆变技术,就是对所需要的电能进行变换和控制的一种基本形式。经过数年的发展,“现代逆变技术”综合了现代电力电子开关器件的应用、现代功率转换、PWM技术、频率及相位调制技术、开关电源技术和控制技术等的一门实用设计技术,已被广泛用于工业、民用和航空领域中的各种功率变换系统的装置中。技术的创新和改革,生活水平的提高不断对大容量逆变器提出许多更高的要求,来满足现代国民生产的需要。
本文从多电平逆变器多个方面入手,由其基本结构到其基本调制策略的研究,主要以级联NPC/H桥型逆变器的主电路拓扑为研究对象,在提出的新方法中,主转换器在指令电压基波频率的基础上,从转换器在更高的频率采用载波移相PWM(CPS-SPWM)技术,以提高输出电压波形的质量。指令电压是高于主转换器的输出电压的振幅在任何时间,以确保两个转换器的输出电压的变化保持在相同的方向上没有任何电流倒流。从多电平逆变器的基本调制策略到改进调制策略的研究分析,并结合级联混合多电平逆变器所具有的相关特征,将基频阶梯波调制法与多载波高频PWM调制法相结合,得出了适用于混合拓扑的组合型混合调制方法,并且可以保证输出波形具有良好的谐波性能。
通过Matlab7.4.0/SIMULINK平台环境搭建了级联式混合多电平逆变模型,对H桥基本模型、NPC/H桥基本模型进行平台的搭建和仿真。重点对直流母线电压比为1∶1∶4的NPC/H桥型混合多电平拓扑逆变器进行了详细仿真分析,并对两种调制技术在其方法和使用上作出比较,采用合适的调制策略结合该拓扑技术使输出PWM波形连续。