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现今,高压变频调速技术的应用已经逐渐成为电力电子领域的一项重要技术,其中级联型多电平逆变器是其重要的拓扑结构,通常需要实时控制多个功率开关器件。怎样使控制更为精确、简便,涌现出多种调制方法,已逐渐成为多电平逆变器研究的热点与难点。多电平脉宽调制(Pulse-Width Modulation,PWM)方法,作为影响逆变器控制效果的重要环节,受到了广泛的关注。 PWM法分为三角载波调制法和空间矢量调制法两类。本文重点研究了级联型多电平逆变器空间矢量调制(Space Vector Pulse-Width Modulation,SVPWM)法,包括多电平逆变器的拓扑结构、调制方法等,并分析这些方法的本质联系和规律。通过对基本调制方法软件仿真分析与具体实验验证,来进一步说明空间矢量调制方法的优越性。文中详细叙述了搭建级联型高压变频器模拟实验平台的设计。(1)概述高压变频器尤其是级联型高压变频器的国内外研究现状,提出了我国现今高压变频器发展中存在的问题,与欧美日本等发达国家在这一领域存在的差距,应对的办法以及今后低碳节能的良好应用前景;简要指出多电平逆变器的研究现状,拓扑结构,各种控制技术和调制方法。(2)阐述了高压变频器电路的拓扑结构。详细叙述了高压变频器的三种拓扑结构的工作原理和设计思路。通过对这三种拓扑结构的分析,突出表现了级联型多电平逆变器结构的特点,相较于其它两种的优势与劣势。(3)叙述了多电平逆变器的多种调制方法,阶梯波调制法,着重讲述了SPWM的工作原理和分类,以及注入三次谐波的SPWM调制法的谐波分析。(4)空间矢量调制法的研究,提出了一种基于映射原理的多电平逆变器空间电压矢量简化算法,总结空间矢量调制方法的优点,描述了SVPWM与SPWM的本质区别与联系。(5)搭建模拟级联型高压变频器实验平台,用Matlab/Simulink连续域模型仿真系统实现算法仿真。设计了以DSP和FPGA为核心的控制系统软件部分、硬件部分。设计出基于空间矢量SVPWM技术级联型高压变频器系统的控制结构;功率单元部分的主电路;FPGA的多路脉冲设计;DSP实现开关量输入输出,数模转换,频率测量等。改写适用于实验平台的DSP主程序及通信模块结构,最后得到实验结果。验证了本文所提调制方法的正确性,其对促进级联型多电平逆变器在高压变频领域的应用具有很好的工业应用前景。