多電平逆變器的分析及其應(yīng)用.pdf

1、隨著電力電子器件的耐壓能力的提高，以及節(jié)能和環(huán)保意識(shí)在電能輸配電領(lǐng)域中的加強(qiáng)，將電力電子技術(shù)應(yīng)用于高壓直流輸電和變頻的場(chǎng)合受到熱捧。
　　本文針對(duì)多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略進(jìn)行分析和研究，并將其應(yīng)用于高壓直流輸電和變頻領(lǐng)域。通過PSCAD和PSIM對(duì)兩種系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真，根據(jù)系統(tǒng)仿真波形驗(yàn)證論文所選擇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略應(yīng)用于兩種場(chǎng)合的可行性。論文主要分三個(gè)部分:
　　1.介紹了模塊化九電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其子模塊的

2、工作原理。給出了高壓直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，方便對(duì)系統(tǒng)各參量的分析和控制，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行坐標(biāo)變換。對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)的各種控制策略進(jìn)行總結(jié)概括，并對(duì)系統(tǒng)的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決了直流輸電數(shù)學(xué)模型中dq軸電流耦合的問題。通過PSCAD對(duì)模塊化九電平逆變器應(yīng)用高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行仿真，擇用子模塊獨(dú)立的載波信號(hào)和正弦波信號(hào)進(jìn)行比較的控制策略，將系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)置成有功階躍、無功階躍、無功翻轉(zhuǎn)三種狀態(tài)，驗(yàn)證模塊化九電平逆變器

3、應(yīng)用于直流輸電向無源負(fù)荷供電的可行性。
　　2.對(duì)自鉗位二極管五電平逆變器應(yīng)用于異步電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和應(yīng)用。本部分首先對(duì)傳統(tǒng)鉗位二極管五電平拓?fù)溥M(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)電路狀態(tài)的變化會(huì)對(duì)鉗位二極管產(chǎn)生潛在的危害，故將電路改善成自鉗位二極管五電平逆變器，并詳細(xì)分析開關(guān)狀態(tài);通過各種開關(guān)狀態(tài)引入開關(guān)函數(shù)，用開關(guān)函數(shù)對(duì)五電平逆變器輸出的瞬時(shí)電壓進(jìn)行表示。其次對(duì)空間矢量PWM和載波PWM應(yīng)用于五電平逆變器進(jìn)行介紹，針對(duì)五電平空間矢量PWM控制，

4、將輸出的電壓矢量假定在第一扇區(qū)作為典型分析，對(duì)其分解后，給出選擇重疊位置的有效電壓矢量的原則和計(jì)算各電壓矢量作用時(shí)間的過程。通過PSIM仿真，總結(jié)五種載波PWM控制方案的優(yōu)劣。本部分還對(duì)異步電機(jī)、異步電機(jī)的控制及其運(yùn)行狀況進(jìn)行總結(jié)。最后在PSIM環(huán)境中搭建自鉗位二極管五電平逆變器應(yīng)用于異步電機(jī)控制的模型，擇用優(yōu)化的同相層疊載波控制策略，對(duì)系統(tǒng)仿真，通過仿真結(jié)果，驗(yàn)證了所選的拓?fù)潆娐泛涂刂撇呗栽诋惒诫姍C(jī)控制中的可行性。
　　3.對(duì)系