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【6h】

NPC三电平逆变器中点电位平衡控制研究

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目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 三电平的研究现状

1.3 中点电位平衡控制研究现状

1.4 论文结构及研究内容

2 中点箝位型三电平逆变器的控制策略

2.1 NPC型三电平逆变器的拓扑结构及工作原理

2.2 空间矢量调制(SVPWM)策略

2.3 虚拟空间矢量法(VSVPWM)

2.4 本章小结

3 NPC型三电平逆变器中点电位平衡的研究

3.1 中点电位不平衡原因分析

3.2 中点电位平衡控制策略

3.3 本章小结

4 基于虚拟空间矢量法模糊控制策略

4.1 虚拟空间矢量法模糊控制策略

4.2 模糊控制器的设计

4.3 本章小结

5 仿真实验与分析

5.1 仿真实验

5.2 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢

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摘要

随着国民经济的飞速发展,中、低压生产设备已经不能满足工业发展的需求,高功率密度、高效率、高性能、大容量设备装置成为研究的热点。中点箝位型三电平逆变器自1981年被提出之后,由于其结构简单、调制方法易于数字化实现等优点,迅速地在中高压、大功率领域推广。相较于传统两电平逆变器,该种拓扑结构虽有很多的优势,但该种结构的中点电位偏移问题给系统带来了很大危害,甚至会破坏系统稳定性。为了满足工业生产需要,本文针对NPC型三电平逆变器这一固有问题进行了分析研究,主要内容如下:
  1、介绍了NPC型三电平逆变器的拓扑结构及工作原理,着重对传统SVPWM和VSVPWM两种调制算法进行了研究,详细分析了其工作原理和算法步骤。
  2、分析了中点电位不平衡的机理,分别讨论了空间矢量、电流、负载、器件参数等因素对中点电位的影响,得出影响中点电位的最根本原因不为零的中点电流单独对电容充放电。并在此基础上介绍了几种中点平衡控制策略。
  3、鉴于虚拟矢量法在实际应用中的不足,本文对虚拟矢量法做了一些改进,并加入了模糊控制器参与对中点电位的控制,形成一种新的控制算法。本文中对该种控制算法的机理做了详细的分析,并根据模糊控制器的设计流程和控制算法需要设计了一个模糊控制器。
  4、在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了NPC型三电平逆变器系统仿真模型,针对几种控制算法在不同器件参数、不同负载的条件下进行了仿真分析。仿真结果验证了新改进的控制算法的有效性和可行性。分析仿真结果,对比各种控制算法的优劣。

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