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《西华大学》 2018年
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三相三桥臂四电平逆变器及其SVPWM算法研究

居同  
【摘要】:多电平逆变器因其输出电压畸变小、波形质量好,开关器件的开关损耗低、电压应力小等优点,在中高压领域应用广泛。但也存在一些问题,比如结构复杂、不易调制、同型器件难以匹配、开关频率过高、级联单元之间存在有功环流等。为此,本文研究了一种三相三桥臂四电平逆变器及其调制算法,并通过MATLAB/Simulink仿真验证了该逆变器的效果。本文所研究的拓扑结构基于三相三桥臂三电平逆变器拓扑,仅需在直流侧增加一个电源使得两电源的电压比值为2:1,从而逆变器的线电压输出有四个电平。相比于常规的四电平逆变器,本文所研究的拓扑结构大大减少了功率开关管数量,使结构变得简单,节约了成本,并且比三电平逆变器的输出波形畸变率更低。因所研究的四电平逆变器采用三电平结构,其基本调制矢量个数与三电平相同,但其矢量长度类型多于三电平,且少于传统调制下的四电平。该结构的空间矢量图除零矢量外,其余矢量均无冗余矢量,开关状态的选择变得简单,但状态切换时会导致多个桥臂同时动作;相对四电平有矢量缺失,区域划分不对称,算法的计算量增加。本论文探讨了多种分区方式的SVPWM算法,分析比较该结构下开关频率最低、输出波形质量最好的一种最优调制方式。为验证三相三桥臂四电平逆变器拓扑结构的可行性,在MATLAB/Simulink及RT-LAB半实物验证平台下,对各种空间矢量调制算法进行验证分析,并与三电平NPC结构逆变器进行对比。结果表明:四电平拓扑结构具有可行性,而且八分区空间矢量调制的效果更好,输出谐波含量更低。
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM464

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【参考文献】
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