復(fù)合級聯(lián)多電平變換器拓?fù)浼翱刂品椒ㄑ芯?pdf

1、近年來,在高壓、大功率應(yīng)用場合,一種新型變換器——復(fù)合級聯(lián)多電平變換器引起人們越來越多的關(guān)注.多電平的一般原理是由N個電平臺階合成階梯波以逼進(jìn)正弦輸出電壓,其特點是依靠單元拓?fù)浣M合,通過適當(dāng)控制方法,在得到高質(zhì)量的輸出波形的同時,克服兩電平變換器的諸多缺點,達(dá)到降低開關(guān)器件應(yīng)力,減小開關(guān)損耗,提高系統(tǒng)效率等目的.此外,復(fù)合級聯(lián)多電平變換器可以靈活地針對不同的單元拓?fù)洳捎貌煌蛪汉凸β实燃壍拈_關(guān)器件,使用不同的直流電壓電源,用最少量的級聯(lián)

2、單元拓?fù)鋵崿F(xiàn)最多的電平數(shù),降低了系統(tǒng)成本.該文的研究內(nèi)容主要包括三部分:一是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理分析.首先對復(fù)合級聯(lián)多電平變換器進(jìn)行了分類研究,從而將復(fù)合級聯(lián)多電平變換器系統(tǒng)地分為傳統(tǒng)級聯(lián)型、等電壓比型和準(zhǔn)線性型三類.其次,著重對全橋單元多電平變換器,以典型的2單元多電平變換器為例,通過工作模態(tài)分析與仿真分析,說明了它的工作原理.最后分析了復(fù)合級聯(lián)多電平變換器各個單元能量分配與其直流電壓等級的關(guān)系.二是探討了全橋單元復(fù)合級聯(lián)多電平變換器的

3、控制方法.多電平的控制方法一般有消諧波PWM法、三角載波移相PWM法、開關(guān)頻率優(yōu)化PWM方法,以及在此基礎(chǔ)上提出的三角載波移相-開關(guān)頻率最優(yōu)PWM法.在綜合比較這些方法的基礎(chǔ)上,該文提出了兩種復(fù)合級聯(lián)多電平逆變器的控制方法:1、高低頻調(diào)制復(fù)合級聯(lián)多電平逆變器的控制方法——采用高頻PWM調(diào)制和低頻方波調(diào)制相結(jié)合的復(fù)合調(diào)制策略.該策略針對各單元的直流電壓等級不同,高壓單元采用低頻方波調(diào)制,以適應(yīng)具有高阻斷電壓和低開關(guān)頻率的開關(guān)管,如IGCT

4、,GTO等的可靠工作;低壓的單元采用高頻三角載波PWM調(diào)制,以充分發(fā)揮具有快速開關(guān)能力的IGBT管的優(yōu)勢,兩者結(jié)合即可以得到高電壓、高品質(zhì)的輸出波形,又可以增強了運行的可靠性.2、一種單階梯多電平的控制方法,與高低頻調(diào)制復(fù)合級聯(lián)多電平逆變器的控制方法不同,該控制方法所有全橋單元均采用低頻調(diào)制,因而開關(guān)頻率低,適合中壓大功率場合.三是對全橋兩單元復(fù)合級聯(lián)多電平變換器進(jìn)行了實驗研究,它包括硬件電路設(shè)計、單片機控制軟件設(shè)計和特性分析,實驗樣機