t型三電平逆變器的中點電位控制算法研究

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1、＇■；Ｖ弘Ｖ；可皆器顯的，．．．；：．：，美忍廟巧ＩＮＵＮＩＣＳＣＩＥＮＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣ碩±學(xué)位論文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ論文題目Ｔ型蘭電平逆變器的中點電位控制算法妍究學(xué)科專業(yè)控制理論與控制工程學(xué)號２０１２２１０７０３４３作者姓名曾磊樂指營教師鄭宏副教授獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特

2、別加Ｗ標(biāo)連和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意■。作者簽名：嗦備各、日期：明ｒ年衣月日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可

3、采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：感知皆、導(dǎo)師簽名：舉＾日期：年月ｚ＿日３ｆ分類號密級注1UDC學(xué)位論文T型三電平逆變器的中點電位控制算法研究（題名和副題名）曾磊樂（作者姓名）指導(dǎo)教師鄭宏副教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)控制理論與控制工程提交論文日期2015.5.12論文答辯日期2015.5.18學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2015年06月28日答辯委員會主席鄒見效評閱人鄒見效劉群英注1：注明

4、《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號。RESEARCHONNEUTRAL-POINTBALANCINGFORT-TYPETHREE-LEVELINVERTERAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ControlTheoryAndControlEngineeringTechnologyAuthor:ZengLeileAdvisor:Prof.HongZhengSchool:SchoolofAutomationEngineer

5、ingofUESTC摘要摘要三電平逆變器有著大容量，耐壓等級高，輸出電流諧波含量少，開關(guān)損耗小等諸多優(yōu)點，是高壓大功率場合非常理想的選擇之一。但是，三電平逆變器也有著無法避開的缺陷——中點電位平衡問題。三電平逆變器中點電位的不平衡會導(dǎo)致在輸出電壓中出現(xiàn)低次諧波，造成電壓畸變，嚴(yán)重降低電能質(zhì)量。同時，中點電位的不平衡還會增加功率開關(guān)管和直流母線側(cè)的電壓應(yīng)力。所以，三電平逆變器的中點電位平衡問題成為了各國學(xué)者們研究的熱點。本文主要針對T型三電平的中點電位平衡的控制問題展開研究。本文首先介紹了T型三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理

6、，分析了其輸出電壓和開關(guān)狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系和換流過程。研究了目前運用較為廣泛的空間矢量調(diào)制算法（SVPWM）的調(diào)制原理和實現(xiàn)方式，并對SVPWM調(diào)制算法進(jìn)行了仿真。根據(jù)SVPWM調(diào)制算法的作用原理，分析了中點電位不平衡對空間矢量作用影響和輸出波形的影響。為了解決中點電位平衡控制的問題，本文從調(diào)制算法以及有功電流無功電流兩個方面分析了導(dǎo)致中點電位不平衡的原因。根據(jù)SVPWM調(diào)制算法中的不同矢量對中點電位的影響，采用分配因子法，通過改變?nèi)哂嘈∈噶康淖饔脮r間的方法來達(dá)到控制中點電位平衡的目的。在計算分配的時間因子時，分別采用了滯環(huán)控

7、制、PI控制、中點電荷守恒控制、中點平均電流為零控制四種不同的算法，并將四種算法進(jìn)行了仿真，對比分析了四種算法在不同工作條件下的優(yōu)劣。針對傳統(tǒng)的SVPWM調(diào)制算法在調(diào)制比較高、功率因素角較大的情況下利用分配因子法無法很好的控制中點電位平衡的問題，本文采用了一種新的調(diào)制算法——虛擬空間矢量調(diào)制算法，此種算法將空間矢量調(diào)制算法中的中矢量的作用時間劃出一部分作為小矢量的作用時間，使得在單個調(diào)制周期內(nèi)中點平均電流始終為零，更有利于實現(xiàn)中點電位的平衡。最后，針對虛擬空間矢量調(diào)制算法無法對中點電位的偏差進(jìn)行修正的問題，本文提出了一種優(yōu)

8、化虛擬空間矢量調(diào)制算法的方法，該方法通過選取合適的冗余小矢量，改變其作用時間，對虛擬空間矢量調(diào)制算法下的中點電位的偏差進(jìn)行了修正，同時，本文還對優(yōu)化前與優(yōu)化后的虛擬空間矢量調(diào)制算法的中點電位波動情況進(jìn)行了仿真和對比，仿真結(jié)果證明，在多種工作狀況下，優(yōu)化后的虛擬空間矢量調(diào)制算法均能有效的抑制中點電位的波動