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NPC三电平逆变器SVPWM控制策略的研究

薛旭恒  
【摘要】: 多电平逆变器在大容量、高压的场合得到了越来越多的应用。在多电平逆变器的多种控制策略中,空间矢量调制(SVPWM)算法具有调制比大、能够优化输出电压波形、易于数字实现、母线电压利用率高等优点,成为人们关注的热点。 本文主要从以下几个方面对NPC三电平逆变器系统进行了分析和研究: 1.以中点箝位式三电平逆变器的基本拓扑结构为基础,阐述了三电平逆变器的运行机理。 2.在两电平逆变器基础上详细研究了三电平逆变器中空间电压矢量调制技术的基本原理,提出了一种采用最近三矢量法合成参考矢量的空间矢量脉宽调制算法,给出了小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量作用顺序和作用时间以及开关信号的产生方法。由于中点电位的不平衡是二极管箝位式三电平逆变器运行过程中比较严重的问题,本文对此作了详细的研究。分析了不同矢量对中点电位的影响,并得出通过对成对小矢量的作用时间分配能够控制中点电位的结论。 3.建立了三电平逆变器系统数学模型,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平逆变器中,使其具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输出电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。 4.通过MATLAB仿真软件对本文提出的算法进行仿真验证。并采用TI公司的TMS320F2812DSP作为系统主控制器,完成大部分软件的编写。采用所提出的算法,在硬件实验平台得到三电平逆变系统的实验波形,证明了算法的正确性。


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