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《浙江大学》 2007年
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一种新型单电源级联多电平变流器的控制策略研究

赵慧杰  
【摘要】: 本文对一种新型单电源级联多电平拓扑的控制策略进行了研究。第一章对高压大功率电力电子装置的发展状况进行了回顾,并重点讨论了几种主要的多电平拓扑及多电平变流器的控制策略,对各种拓扑和控制方案的优缺点及应用场合进行了比较。第二章详细分析了这种新型拓扑的结构特点及工作原理,给出了三相五电平样机设计方案,并针对新型拓扑样机给出了基于DSP和CPLD的全数字控制方案。 第三章对多电平SPWM方法在新型拓扑中的应用进行了研究,对几种典型的多电平SPWM控制方法原理分析及仿真研究,载波移相SPWM方法实现简单,具有良好的电容电压平衡性能和输出电压谐波性能,为一种较为理想的控制方法,并在三相五电平新型拓扑样机上对这一方法进行了实验验证。最后,本章提出了载波移相PWM方法对于新型拓扑的特殊意义,即采用移相控制,充分利用新型拓扑的各种开关冗余状态,通过变流器各级单元电容之间的并联状态补充能量,可以有效改善基波周期内各级单元的电容电压平衡问题。 本文对载波移相PWM方法应用于新型拓扑进行了进一步研究。第四章对移相SVPWM方法进行了理论分析及仿真、实验验证。与载波移相SPWM方法相同,移相SPWM方法能使各级电容电压保持较好的平衡,同时也具有良好的谐波性能,此外具有SVPWM方法特有的高电压利用率的优点。第五章对移相SHEPWM方法在新型拓扑变流器的应用进行了理论分析,并通过仿真、实验进行了验证,取得良好效果;对于要求较低开关频率、较好输出电压谐波性能的应用场合,移相SHEPWM方法是一种较为理想的控制方案。 第六章提出了两种基于单电源级联多电平拓扑的扩展结构,并对这两种拓扑的工作原理进行详细分析,给出了基于SPWM方法的控制策略,并通过仿真验证了两种拓扑及控制方法的可行性。 最后对全文进行了总结,并对电源级联多电平拓扑及其两种扩展结构在系统中的应用研究进行了展望,提出了继续研究的方向。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM46

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