基于NPC拓?fù)涞?00Hz逆變器及其并聯(lián)技術(shù)研究.pdf

1、400Hz逆變電源在機(jī)場(chǎng)、船舶等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，研究模塊化400Hz逆變器及其并聯(lián)技術(shù)具有重要意義。本文主要研究基于中點(diǎn)鉗位(NPC)橋式逆變電路的單相逆變模塊的輸出電壓諧波特性和損耗，優(yōu)化設(shè)計(jì)單相400Hz逆變模塊功率電路及控制技術(shù)，并研究模塊化單相逆變器的并聯(lián)技術(shù)及相位控制技術(shù)。
　　詳細(xì)介紹了T-NPC雙橋臂拓?fù)浜?L-NPC雙橋臂拓?fù)涞谋额l工作原理，分析了其逆變電壓的諧波，并與采用SPWM單極性倍頻調(diào)制的全橋逆變拓?fù)涞?/p>

2、逆變電壓諧波進(jìn)行了比較，揭示了由兩個(gè)NPC橋臂構(gòu)成的五電平逆變電路可以有效地降低對(duì)輸出濾波器的要求。同時(shí)，對(duì)全橋拓?fù)?、TNPC雙橋臂拓?fù)浜?L-NPC雙橋臂拓?fù)涞墓β势骷p耗的分析計(jì)算表明T-NPC雙橋臂拓?fù)鋼p耗最小。研究表明，同樣的功率器件開關(guān)頻率下，采用T-NPC雙橋臂拓?fù)涞膯蜗?00Hz逆變器，既能以較小的濾波器實(shí)現(xiàn)較高的輸出電壓波形質(zhì)量，又能實(shí)現(xiàn)逆變模塊的高效率。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了15kVA單相400Hz逆變模塊，給

3、出了LC濾波器、隔離變壓器、直流母線電容設(shè)計(jì)結(jié)果，選取了合適的開關(guān)器件，并針對(duì)串聯(lián)母線電容不均壓?jiǎn)栴}，設(shè)計(jì)了電壓均衡器。
　　研究了考慮可并聯(lián)工作的逆變模塊的控制技術(shù)。分析了傳統(tǒng)的瞬時(shí)值電壓電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，指出了采用該控制方案時(shí)輸出電壓和電感電流存在耦合，并會(huì)導(dǎo)致逆變模塊作為電流源啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)沖擊電流。為減小啟動(dòng)電流沖擊，提出在逆變器電壓控制中加入輸出電壓前饋對(duì)輸出電壓和電感電流控制進(jìn)行解耦。詳細(xì)設(shè)計(jì)了閉環(huán)調(diào)節(jié)器，對(duì)比分析了電壓

4、外環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器和準(zhǔn)比例諧振(PR)調(diào)節(jié)器時(shí)逆變器的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，表明采用PR控制可以兼顧逆變器的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)輸出特性。通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的逆變器參數(shù)合理性和閉環(huán)控制策略的可行性。
　　研究了模塊化逆變器的控制技術(shù)，主從控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，均流效果較好，但傳統(tǒng)的主從控制存在互連線較多、可靠性差的缺點(diǎn)，本文提出采用控制邏輯取代互連線的主從控制方案，模塊間僅需要RS-485總線，而相位控制完全依靠監(jiān)控平臺(tái)通信數(shù)據(jù)的CAN通信總線。研究了