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H桥级联型多电平逆变器的研究

刘敬珺  
【摘要】:级联型逆变器由于其具有开关应力小,输出波形优,易于封装和扩展等优点,越来越广泛地应用于中高压变频调速、柔性交流输电和高压直流输电等场合。载波相移SPWM(Carrier Phase-Shifted SPWM,CPS-SPWM)技术能够在较低的开关频率下实现较高等效开关频率的效果,通过低次谐波相互抵消提高等效开关频率,具有良好的谐波特性。在应用于级联型多电平逆变器的各种多电平PWM方法中,载波移相SPWM(CPS-SPWM)方法因其原理相对简单,控制相对容易,在级联型多电平逆变器的控制中获得了广泛应用。本文重点研究H桥级联型多电平逆变器及载波相移SPWM调制策略的基本原理,并进行相关的仿真及系统实验研究。 本文首先在分析H桥级联型逆变器及其调制策略的基础上,深入分析级联型多电平逆变器及载波相移SPWM调制策略的原理,为后续仿真及系统实验提供理论依据。 其次,基于MATLAB7.1/Simulink仿真平台,对基于载波相移调制下的单相五电平及三相五电平级联型逆变器进行系统仿真研究,深入地研究不同调制度下逆变器输出的波形,并对输出电压进行谐波分析,进一步阐明载波相移调制策略的相关原理及其应用于H桥级联型多电平逆变器的相关原则。 最后,以DSP+FPGA为控制器,构建了三相两单元H桥级联型五电平逆变器实验平台,进行系统实验研究,得到相关实验结果并对其分析,实现了H桥级联型多电平逆变器的系统运行。


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