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复合级联多电平变换器拓扑及控制方法研究

更新时间：2020-04-12 02:29:59 大小：3M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：多电平变换器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

近年来,在高压、大功率应用场合,一种新型变换器——复合级联多电平变换器引起人们越来越多的关注.多电平的一般原理是由N个电平台阶合成阶梯波以逼进正弦输出电压,其特点是依靠单元拓扑组合,通过适当控制方法,在得到高质量的输出波形的同时,克服两电平变换器的诸多缺点,达到降低开关器件应力,减小开关损耗,提高系统效率等目的.此外,复合级联多电平变换器可以灵活地针对不同的单元拓扑采用不同耐压和功率等级的开关器件,使用不同的直流电压电源,用最少量的级联单元拓扑实现最多的电平数,降低了系统成本.该文的研究内容主要包括三部分:一是拓扑结构及工作原理分析.首先对复合级联多电平变换器进行了分类研究,从而将复合级联多电平变换器系统地分为传统级联型、等电压比型和准线性型三类.其次,着重对全桥单元多电平变换器,以典型的2单元多电平变换器为例,通过工作模态分析与仿真分析,说明了它的工作原理.最后分析了复合级联多电平变换器各个单元能量分配与其直流电压等级的关系.二是探讨了全桥单元复合级联多电平变换器的控制方法.多电平的控制方法一般有消谐波PWM法、三角载波移相PWM法、开关频率优化PWM方法,以及在此基础上提出的三角载波移相-开关频率最优PWM法.在综合比较这些方法的基础上,该文提出了两种复合级联多电平逆变器的控制方法:1、高低频调制复合级联多电平逆变器的控制方法——采用高频PWM调制和低频方波调制相结合的复合调制策略.该策略针对各单元的直流电压等级不同,高压单元采用低频方波调制,以适应具有高阻断电压和低开关频率的开关管,如IGCT,GTO等的可靠工作;低压的单元采用高频三角载波PWM调制,以充分发挥具有快速开关能力的IGBT管的优势,两者结合即可以得到高电压、高品质的输出波形,又可以增强了运行的可靠性.2、一种单阶梯多电平的控制方法,与高低频调制复合级联多电平逆变器的控制方法不同,该控制方法所有全桥单元均采用低频调制,因而开关频率低,适合中压大功率场合.三是对全桥两单元复合级联多电平变换器进行了实验研究,它包括硬件电路设计、单片机控制软件设计和特性分析,实验样机功率为100W.试验以全桥两单元不同直流电压比1:1、1:2和1:3,分别对高低频调制和单阶梯控制策略下的输出进行了研究,结果验证了该文理论...