npc型三電平逆變器同步空間矢量調制策略研究(1)

1、NPC型三電平逆變器同步空間矢量調制策略研究：ResearchonSynchronizedSpaceVbctorPWMforNPCThreeLevelInverters學科專業(yè)：電氣工程研究生：孫海衛(wèi)指導教師：陳煒副教授天津大學電氣與自動化工程學院二零一五年十二月摘要隨著電壓源變換器的應用越來越廣泛，脈寬調制(PuIseWidthModulation，PWM)策略已經(jīng)逐漸成為一個核心技術。三電平同步空間矢量調制技術，以其在抑制波形畸變、

2、降低開關損耗等方面的突出優(yōu)勢，在高壓大功率逆變器中得到廣泛的研究和應用。對于高壓大功率三電平逆變器，過高的開關頻率導致過大的開關損耗，并使流過功率器件的額定電流受到限制，從而導致系統(tǒng)整體效率降低。此外，低開關頻率運行，導致輸出電壓含有大量低次諧波。因此，在低開關頻率工況下提高電壓波形質量，同時減少開關次數(shù)以降低開關損耗，是大功率三電平逆變器調制面臨的關鍵問題。本文詳細分析了傳統(tǒng)三電平同步空間矢量線性調制策略以及過調制策略的基本原理和實現(xiàn)

3、方法，通過仿真與實驗研究了傳統(tǒng)策略在波形質量與開關損耗兩方面的性能。為了迸一步提高逆變器電壓質量、降低開關損耗，本文提出采用調制度分段的同步空間矢量線性調制策略以及過調制策略。該策略針對不同的參考矢量數(shù)及參考矢量分布方式對調制度進行分段，并在不同調制度范圍內，分別構造能夠同時保證電壓波形同步性、三相對稱性、半波對稱性以及四分之一波對稱性且開關次數(shù)最少的開關序列。在此基礎上，以線電壓加權諧波畸變率(W西ghtedTotalH黜oIlicD

4、istortion，WTHD)、感應電機電流諧波畸變率(TotalHannonicDistortion，THD)為衡量指標，得到了各調制度分段范圍內的最優(yōu)開關序列。通過仿真與實驗驗證了采用調制度分段的三電平逆變器同步空間矢量線性調制策略與過調制策略，在改善線電壓wTHD、電機電流THD以及減少開關次數(shù)等方面的有效性。搭建了基于MATLAB的三電平電壓源逆變器控制系統(tǒng)仿真模型，以及小功率中點鉗位型三電平電壓源逆變器實驗系統(tǒng)。分別對采用調制