多電平逆變器輸出性能優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.28萬字
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摘要 近年來,隨著多電平逆變器的廣泛運(yùn)用,對輸出電壓的質(zhì)量的要求也越來越高,輸出電壓的諧波的問題也引起了關(guān)注。諧波的存在，消耗了大量的無功功率，降低了效率，同時(shí)諧波還有許多的危害，比如：影響了設(shè)備的穩(wěn)定性諧波、造成電機(jī)的效率下降、增加變壓器的銅損等，因而對輸出電壓諧波的控制對于輸出電壓質(zhì)量的改善有著重大的意義。
本文首先分析了三電平逆變器基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，介紹了三電平NPC逆變器的基本的原理；然后，對于三電平NPC逆變器的開關(guān)狀態(tài)做了簡單的了解；接著，考察了三電平NPC逆變器的開關(guān)器件的換相情況，得出開關(guān)狀態(tài)從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)過程中，開關(guān)器件始終承受著一半的直流母線電壓，因而，三電平NPC逆變器沒有動(dòng)態(tài)均壓的問題。
最后，對于適用于三電平NPC逆變器的傳統(tǒng)空間矢量調(diào)制方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析。設(shè)計(jì)了開關(guān)時(shí)序。對此進(jìn)行了仿真模型的搭建，分析了逆變器輸出波形和諧波含量，針對偶次諧波問題，改進(jìn)了傳統(tǒng)的空間矢量調(diào)制方案。

關(guān)鍵詞:諧波 二極管鉗位 空間矢量控制 中點(diǎn)電壓



Multi-Level Inverter Output Performance Optimization Design
Abstract In recent years, with the widespread use of multi-level inverter, requirements of the output voltage quality are also increasing, the output voltage harmonics problems also caused concern. the presence of harmonics, consumes a lot of non-reactive power, reducing the efficiency and harm many harmonics, such as: equipment affect the stability of the harmonic, resulting in decreased efficiency of the motor, the copper loss of the transformer increases, and thus the control of the output voltage for the output harmonic improve voltage quality of great significance.
Firstly, This paper analyzes the basic three-level inverter topology describes the basic principles of the three-level NPC inverter; secondly, for three-level NPC inverter switching state made ​​a simple understanding; Thirdly, the effects of the three-level NPC inverter switching device commutation, the results switch from one state to another state during the switching device always bear half of the DC bus voltage, and thus, the three-level NPC inverter does not have dynamic voltage problems.
Finally, apply the three-level NPC inverter traditional space vector modulation scheme carried out a detailed analysis. Designed the switch timing. This can be carried out to build simulation models, analyzes the inverter output waveform and harmonic content, for even harmonics problems, and improve the traditional space vector modulation scheme.
Key word Harmonic Diode clamp Space vector control Midpoint voltage


目錄
第一章 緒論 1
1.1課題背景及意義 1
1.1.1 課題背景 1
1.1.2 目的和意義 2
1.2國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 2
1.3主要研究內(nèi)容 3
第二章 三電平二極管鉗位式多電平逆變器 5
2.1 三電平逆變器 5
2.1.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 5
2.1.2 開關(guān)狀態(tài) 5
2.1.3 換相 7
2.2 空間矢量調(diào)制 9
2.2.1 靜止空間矢量 9
2.2.2 作用時(shí)間計(jì)算 11
2.2.3 開關(guān)順序設(shè)計(jì) 14
2.3 本章小結(jié) 19
第三章 輸出電壓諧波改善 20
3.1 逆變器輸出波形和諧波含量 20
3.1.1 輸出波形 20
3.1.2 輸出波形諧波分析 20
3.2 偶次諧波的消除 21
3.2.1 偶次諧波消除原理 21
3.2.2 偶次諧波消除方案 22
3.2 本章小結(jié) 26
第四章 三電平NPC逆變器仿真及分析 27
4.1 三電平NPC逆變器MATLAB仿真 27
4.1.1 仿真思路 27
4.1.2 矢量采樣 28
4.1.3 區(qū)域判斷 29
4.1.4 時(shí)間計(jì)算 30
4.2 三電平NPC逆變器波形分析 31
4.2.1 輸出電壓 31
4.2.2 頻譜分析 31
4.3 本章小結(jié) 32
第五章 總結(jié)與展望 33
5.1總結(jié) 33
5.2展望 33
致 謝 34
參考文獻(xiàn) 35