高低频组合式级联逆变器的研制

论文摘要

论文研究了一种新型的高低频组合式级联多电平逆变器，重点分析了低频单元与高频补偿单元的组合方式，并提出了基于神经网络拟合的自适应SHEPWM多电平控制策略。详细分析了高低频组合式级联逆变器的工作原理，低频单元采用组合方波方法输出系统的有功功率，高频单元进行高频补偿，以获得高质量的输出波形。在次基础上进行了仿真研究，验证了理论的正确性。为进一步提高系统输出电压波形质量，低频单元引入了多电平SHEPWM控制方法，以九块波、五电平控制方式为基础，进行了系统设计，仿真结果显示高频单元较好的补偿了低频单元，输出波形质量较高。采用神经网络对多电平SHEPWM开关角进行了拟合，解决了多电平SHEPWM方法求解大量非线性方程组的缺点，节省了系统大量资源。根据上述分析研究，研制了一台两单元级联高低频组合式逆变器的原理样机，并基于DSP2812编写了控制算法程序。实验结果与仿真结果一致，该逆变器具有较好的带载性能、较好的输出波形质量以及较低的输出谐波。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 级联多电平逆变器应用背景
• 1.2.1 级联逆变器技术
• 1.2.2 级联逆变器的发展应用
• 1.3 级联多电平的控制方法
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 高低频组合式级联逆变器的工作原理
• 2.1 单元级联型逆变电路工作原理
• 2.1.1 H桥逆变单元
• 2.1.2 传统级联型逆变电路
• 2.1.3 混合级联型逆变电路
• 2.1.4 五电平 H桥级联逆变电路
• 2.2 高低频组合式级联逆变电路工作原理
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 高低频组合式级联逆变电路的拓扑结构
• 2.2.3 高低频组合式级联逆变电路的基本工作模式
• 2.3 本章小结
• 第3章 高低频组合式级联逆变器的控制方法研究
• 3.1 SPWM控制技术
• 3.2 多电平逆变电路调制方法
• 3.3 高低频组合式级联逆变电路调制方法
• 3.4 低频单元的控制策略研究
• 3.5 SHEPWM在高低频组合式逆变器中的仿真研究
• 3.6 SHEPWM开关角的确定
• 3.7 本章小结
• 第4章 高低频组合级联性逆变器实验平台的设计
• 4.1 系统构成
• 4.1.1 系统框图
• 4.2 功率开关管的选择与应用
• 4.2.1 智能功率模块IPM概述
• 4.2.2 智能功率模块IPM的驱动端供电
• 4.2.3 智能功率模块IPM的隔离与驱动
• 4.2.4 智能功率模块IPM的保护
• 4.3 DSP数字控制系统的实现
• 4.3.1 DSP简介
• 4.3.2 DSP总体控制方案
• 4.3.3 SPWM波的DSP实现
• 4.3.4 高频与低频控制信号的DSP实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 高低频组合级联性逆变器的试验结果
• 5.1 高频单元的驱动与输出波形
• 5.2 低频单元的试验波形
• 5.3 高低频组合式级联逆变电路的试验波形
• 5.4 高低频组合式级联逆变电路带载试验及谐波分析测试数据
• 5.5 本章小结
• 第6章 全文总结及进一步的工作
• 6.1 全文总结
• 6.2 后期工作展望
• 参考文献
• 致谢