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级联型逆变器关键技术研究

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  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

四象限级联型多电平逆变器拓扑及控制策略的研究

级联型多电平逆变器因其具有以低压方式解决高压电机驱动问题且易于扩展电压等级的特点,同时具有运行特性优良、节能效果显著等优点使其在高压电机变频调速领域得到了越来越广泛的应用。在高压变频驱动技术的发展过程中,由于受相关学科和自身技术发展等因素的限制,目前的级联型多电平逆变器均采用二极管不控整流桥,能量只能单向传递,无法应用于需四象限运行的变负荷拖动系统中,限制了该类逆变器的应用;另一方面,导致电网电流谐波污染严重。因此,开展新型高压电机变频驱动技术的研究,解决传统技术存在的问题,具有较大的理论意义和实用价值。本文主要针对上述问题提出一种新型能量自动双向传递的级联型多电平逆变器拓扑,以解决高压电机系统的四象限运行问题,扩展级联型逆变器的应用领域。针对所提出的拓扑结构,论文重点研究了相应的控制策略。并对级联型逆变器的多电平PWM技术进行了深入研究。首先分析了交流电机再生能量的产生机理以及传统级联型逆变器处于再生发电状态的运行特性,揭示了...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

级联型逆变器的SPWM控制及开路故障诊断技术的研究

本文首先概述了传统的级联型逆变器,即每台级联单元输入电压均相等的级联型逆变器的一些控制方法,然后提出了输入电压不相等(成倍数关系)时的级联型逆变器的控制方法。以两台全桥逆变单元级联为例,分析比较了两台级联逆变单元输入电压相等和成倍数关系两种情况下,级联型逆变器的 SPWM(正弦脉宽调制)控制方法、输出电平数目和谐波特性等方面的性能,并对采用输出电压和电感电流反馈的电流 SPWM 控制方法的级联型逆变器建立了原理样机,分析了各种参数变化对逆变器系统性能的影响,并给出了相应的结论。仿真和实验结果证实了当输入电压成倍数关系时,用本文提出的控制方法,级联型逆变器具有输出电平数目更多、谐波含量更少等优点,而且当级联型逆变器某台级联单元发生故障时,这种控制方法可以使级联型逆变器仍能够正常输出要求的电压。 本文最后对级联型逆变器的单个功率管发生开路故障时的诊断进行了初步研究,并提出了一种故障诊断方法,仿真结果表明这种方法实现方便、诊断正确,为...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原科技大学
太原科技大学

级联型逆变器调制方法改进研究

在常见的多电平拓扑中,级联型拓扑具有模块化实现方便、无需均压控制、易于实现软开关技术等诸多优点,而倍受关注。本文以级联型逆变器为对象,对其调制算法进行分析比较。在前人工作的基础上,重点对其调制算法进行改进,使逆变器输出性能更佳。本文首先对多电平逆变器的发展、分类及应用进行了概述。并阐述了N单元级联型逆变器的工作原理和数学模型。分析了三种阶梯调制法开关角求解的优缺点。对三种载波层叠法与载波水平移相法进行了仿真研究,在谐波消去程度上,同相层叠法最优,交替反相层叠次之,正负反相层叠法最差。在载波水平移相基础上,基于控制自由度的思想,注入三次谐波和零序分量,优化了开关频率,减少了开关损耗,提高了直流电压利用率。并且把级联型主电路结构进行分解,找到了其与三相两电平逆变器在拓扑结构上的本质联系。其次,结合阶梯调制法和载波移相法的优点,给出一种改进调制算法,改进算法根据调制波的大小,始终保持一个功率单元载波移相控制,其他单元阶梯波调制。设计了...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

级联型逆变器控制方法及其在高压变频领域应用研究

高压变频调速技术是电力电子领域的一个制高点技术,涉及大功率交流电动机的各类负载调速和节能。高压变频器不像低压变频器一样具有成熟一致的拓扑结构。H桥级联型多电平逆变器由于具有模块化工程设计、利用低压元器件实现逆变器高压输出、便于逆变器故障冗余设计等特点而成为高压变频器主要的拓扑结构。H桥级联型逆变器由于需要实时控制众多功率开关器件,其调制方法一直是研究的热点与难点,本文重点研究与提出了适合于H桥级联型逆变器不同的调制方法,并寻找它们之间的相互关联性和规律,对不同调制方法进行了理论分析、仿真与实验验证,为提高H桥级联型逆变器在高压变频领域的控制性能提供了一些有效的方法,本文还对可以四象限运行的回馈级联型逆变器进行了研究。H桥级联型多电平逆变器由于存在多个H桥与众多的功率开关器件需要同步控制,其所需要的调制脉冲相比低压逆变器成倍增加,为了简化级联型逆变器PWM脉冲的求取,“相移原理”是在求出H桥级联型逆变器第一层H桥PWM脉冲后得到其...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

单相多电平光伏并网逆变器研究

多电平逆变器具有输出电压谐波含量低、电磁干扰小、输出滤波器体积小等优点,有助于光伏并网系统提高效率,减小体积,在光伏发电领域中具有广泛的应用前景。本文以单相多电平光伏并网逆变器为研究对象,在对单相控制系统进行分析的基础上,对单相三电平光伏并网逆变器以及一种具有共模电流抑制能力的多电平混合级联型光伏并网逆变器进行了研究。本文首先对光伏并网发电系统的体系分类及并网逆变器种类进行了介绍。针对单相并网控制策略,研究了几种调节器对于双闭环控制系统中交流电流环的影响,其中重点分析了比例谐振调节器的控制效果。随后研究了对称型及非对称型单相三电平逆变器的工作方式及其结构中三电平桥臂对于逆变器输出、损耗等方面的影响,分析了其各自的应用领域,并针对这两种逆变器的直流侧中心点电位平衡方式进行了研究。本文在传统非隔离型三电平半桥光伏并网逆变器的基础上,重点对一种多电平混合级联型光伏并网逆变器进行了研究,该结构在降低逆变器直流输入侧电压等级的同时,可以进...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>