级联型逆变器关键技术研究

【摘要】：本文的研究内容为级联型逆变器，主要研究内容和创新点如下： 1、提出级联型逆变器的简化模型，系统地总结了各种冗余状态；提出了级联型差补逆变器的定义和差补PWM的控制方法。 2、总结了多电平选择谐波消除技术的已有知识。在求解谐波消除非线性方程组时，提出在迭代过程中引入歧视因子，可以使求得的解更易于满足逆变器的要求，并且增大了收敛范围。将沃尔什函数应用到多电平谐波消除技术，通过沃尔什域与付立叶域之间的转换，得到开关角和谐波系数的线性方程组，该线性方程组在预设的局部范围内是有效的。分析了开关角实施时误差的来源，提出了利用开关角的鲁棒系数来选择开关角，减小开关角误差对谐波的影响。 3、分析了现有的基于循环分配的均衡控制方法的不足。提出随机均衡控制的方法，指出在基于随机函数的均衡控制下，各单元工作的概率相等，因此随着工作时间的延长，利用率趋于相同；提出利用伪随机数发生器实现随机函数的方法，该方法分为定区间和变区间两种，定区间方法适于随机数产生简单的场合，而变区间法则可保证产生的任何一个随机数都是有效的：对于伪随机数的产生方法，本文介绍了线性同余法、混沌映射法，并对这些方法进行了仿真和实验。 4、对级联型逆变器进行了可靠性分析。将基于输出波形分析的故障诊断方法应用到级联型逆变器，并利用人工神经网络实现故障识别。采用不同开关模式下的多次故障诊断推理可以实现精确的故障定位。对于级联型差补型逆变器，由于波形中信息含量更为丰富，有可能建立故障器件与波形之间的一一对应的因果模型，从而实现快速故障定位：介绍了级联单元的BIT设计和系统BIT测试的工作流程。 5、提出自主式级联单元的思想，并探讨了自主式级联单元的功能与结构设计：提出了相位控制的方法，包括输出相位、幅值相位和载波相位的控制；并介绍了基于自主式级联单元的工作过程。