论文部分内容阅读
随着我国工业体系的快速发展，低压小功率设备已远远不能满足社会生产的需求，逐渐趋于高压大功率化。因此，对高压大功率变换技术的研究也逐渐成为现代电力电子技术的热点。多电平逆变器由于开关管耐压要求较低、等效开关频率高、共模电压小、输出波形趋于正弦波等优点，在中高压交流变频调速、城市电力机车、电力系统有源滤波与无功补偿、柔性输配电等方面得到了普遍的应用。本课题以二极管箝位型（NPC）三电平逆变器为研究对象，基于SVPWM算法直流母线电压利用率高、输出电压波形好，易于数字实现等优点，以SVPWM调制算法作为调制策略，并对其工作原理进行了分析与改进研究；另外，中点电位不平衡是NPC三电平逆变器所面临的热点问题，基于对导致中点电位不平衡因素的分析，从各个矢量对中点电位影响不同的角度出发，对其进行了深入地研究。主要做了以下几个方面的研究工作：1.详尽地分析了NPC三电平逆变器的工作原理和传统SVPWM调制算法。针对传统SVPWM算法涉及大量三角函数运算，不利于实时控制的缺点，提出了一种基于60。坐标系的SVPWM算法，简化了调制方法；同时引入了开关状态方程，在一定范围内可以实现对中点电位平衡的有效控制。2.针对NPC三电平逆变器的中点电位偏移问题，对其产生的原因及其危害，以及各个矢量对中点电位的影响进行了分析，同时对其控制方式进行了概述。在此研究基础上，本课题提出了基于优化虚拟空间矢量PWM调制算法的闭环控制方案，来实现对NPC三电平逆变器中点电位平衡的控制。3.依据上面的理论研究，利用MATLAB/Simulink仿真软件对本课题所提出的60。坐标下的SVPWM调制算法和中点电位平衡闭环控制方案进行了仿真分析，仿真结果验证了60。坐标下的SVPWM调制算法的正确性和中点电位平衡闭环控制方案的有效性。4.搭建了NPC三电平逆变器的实验平台，以TI公司的TMS320F2812型DSP芯片作为系统的控制核心进行实验研究。整个硬件平台由以NPC三电平逆变器为基础的主电路、隔离驱动电路、检测采样电路和缓冲吸收电路构成；软件部分涉及到利用SVPWM调制算法的DSP编程等环节。通过对实验波形的分析，证实了本课题所设计的SVPWM调制算法的正确性和中点电位平衡闭环控制方案的有效性。