论文题目: 三电平变换器控制策略的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电力电子与电力传动
作者: 桂红云
导师: 吕征宇
关键词: 多电平变换器,母线箱位,控制因子,控制自由度,选择性消谐波
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 多电平变换器是近年来电力电子领域中高压大功率应用场合研究的一个热点,这种变换器用容量小的器件输出高容量、高质量的电能,因此在中高压变频调速、交流柔性输电系统等场合得到了广泛的关注。 作为今后进一步研究的基础,本文首先在第一、二章综述了目前多电平技术发展的现状、总结和比较了多电平变换器各种基本的控制策略和拓扑结构特点,并讨论了多电平变换器的五类相关技术发展对多电平技术研究的影响;本文在第三章中讨论了双DSP的数控开发平台和三电平变频调速装置的硬件电路,为进一步实验研究三电平空间矢量控制和消谐波控制策略打下基础 在第四章中,在详述三电平SVPWM原理的基础之上,详尽地研究二极管箝位型三电平变换器中点电位不平衡的原因;定性和定量的研究了四类电压空间矢量对中点电位的影响;介绍了一种求解三电平空间矢量等效调制波的方法;并基于控制自由度和开关频率优化思想,提出并讨论了三电平中母线箝位SVPWM;最后提出了一种基于检测直流侧电压和三相输出电流合理选择控制因子的滞环SVPWM方法。在第五章中用仿真和实验的方法研究了上述两种空间矢量控制策略的特点。仿真和实验结果表明母线箝位SVPWM方法开关次数比普通的SVPWM减少33%,另外不同的母线箝位策略对中点电位的影响不同,这也为研究中点电位问题提出了一种方法;实验和仿真结果表明基于控制因子滞环SVPWM方法可以很好平衡中点电位。 在第六章中介绍了选择性消谐波两种PWM方法原理及其方程,并讨论了两种典型求解非线性超越方程的方法,最后通过实验和仿真结果验证了两种方法求解的正确性和SHEPWM方法的特点。 随着高速数字处理器、高压大容量的功率器件技术、光纤传感和通信技术、分布式能源系统技术、热管理技术等多电平相关技术的进一步发展和多电平控制策略研究进一步深入,多电平技术必将会得到更广泛的应用
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 高压大功率变换技术
1．1．1 多重化技术
1．1．2 功率器件的串并技术
1．1．3 组合变换器相移SPWM技术
1．1．4 多电平变换器
1．2 多电平变换器的相关技术
1．2．1 高压大容量的功率器件
1．2．2 高速数字处理器
1．2．3 光纤传感和控制技术
1．2．4 分布式电源系统技术
1．2．5 电力电子热管理技术
1．3 多电平技术发展现状和研究热难点
1．4 本文研究的主要内容和研究成果
第二章 多电平变换器的拓扑结构和控制策略
2．1 多电平变换器的拓扑结构
2．1．1 二极管箝位型多电平变换器
2．1．2 飞跨电容型多电平变换器
2．1．3 具有独立直流电源的级联逆变器的多电平变换器
2．1．4 混合级联多电平变频器
2．2 多电平变换器控制策略
2．2．1 阶梯波脉宽调制
2．2．2 多电平特定消谐波法
2．2．3．1 分谐波PWM方法
2．2．3．2 开关频率优化PWM
2．2．3．3 载波相移PWM方法
2．2．4 多电平的空间矢量PWM技术
2．2．5 多电平的Sigma-delta调制法
2．3 二极管箝位型三电平逆变器高频数学模型
2．3．1 ABC静止坐标下的高频数学模型
2．3．2 DQ旋转坐标下的高频数学模型
总结
第三章 双DSP数控开发平台和三电平变换器装置
3．1 双DSP数控开发平台
3．1．1 存储空间扩展
3．1．3 SPI和SCI扩展
3．1．4A／D和D／A扩展
3．2 三电平变换器装置
3．2．1 主电路结构
3．2．2 辅助电源电路
3．2．3 驱动和保护电路
3．3 多电平变换器硬件控制电路
3．3．1 一种具有多路直流输出高压隔离的辅助电源
3．3．2 多电平变换器硬件控制控制电路隔离和通信方案
总结
第四章 三电平和多电平逆变器的空间矢量控制方案的研究
4．1 三电平空间矢量控制原理
4．1．1 磁链空间矢量和电压空间矢量
4．1．2 三电平变换器的开关状态和电压矢量
4．1．3 三电平电压空间矢量的分类
4．1．4 三电平空间矢量方程及其求解
4．2 三电平变换器电压空间矢量中点电压平衡问题
4．2．1 三电平变换器中点电压不平衡的原因
4．2．2 基本电压空间矢量对中点电位的影响
4．2．3 中点电流纹波
4．2．4 目前平衡中点电位的控制策略和方法
4．3 三电平空间矢量SVPWM方法的控制自由度和实质
4．4 三电平母线箝位SVPWM方法
4．5 基于控制因子的滞环SVPWM方法
4．6 多电平变换器SVPWM控制策略
总结
第五章 三电平SVPWM方法的仿真和实验研究
5．1 三电平SVPWM方法的仿真MATLAB实现
5．2 三电平空间SVPWM的DSP实现
5．2．1 DSP资源分配和硬件接口
5．2．2 三电平变换器软件及流程图
5．3 母线箝位SVPWM方法的仿真和实验研究
5．4 基于控制因子滞环SVPWM方法仿真和实验研究
总结
第六章 选择性PWM谐波消除法的研究
6．1 谐波优化阶梯波调制
6．1．1 HOSW-PWM方程的建立
6．1．2 牛顿迭代求解HOSW-PWM方程
6．1．3 HOSW-PWM的MATLAB仿真
6．2 预置凹槽消除谐波PWM控制
6．2．1 三电平变换器的SHEPWM方法
4．2．2 三电平SHEPWM方程的建立和求解
6．2．3 三电平SHEPWM方法的MATLAB仿真研究
6．2．4 三电平SHEPWM方法的DSP编程实现
6．2．5 三电平SHEPWM方法的实验研究
6．3 总结——选择性消除谐波方法的一般规律
第七章 总结和展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2005-07-15
参考文献
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