多電平逆變器的分析及其應用.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)保意識在電能輸配電領域中的加強，將電力電子技術應用于高壓直流輸電和變頻的場合受到熱捧。
　　本文針對多電平逆變器的拓撲結構和控制策略進行分析和研究，并將其應用于高壓直流輸電和變頻領域。通過PSCAD和PSIM對兩種系統(tǒng)模型進行仿真，根據(jù)系統(tǒng)仿真波形驗證論文所選擇的拓撲結構和控制策略應用于兩種場合的可行性。論文主要分三個部分:
　　1.介紹了模塊化九電平逆變器的拓撲結構及其子模塊的

2、工作原理。給出了高壓直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學模型，方便對系統(tǒng)各參量的分析和控制，對系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型進行坐標變換。對高壓直流輸電系統(tǒng)的各種控制策略進行總結概括，并對系統(tǒng)的電壓外環(huán)和電流內環(huán)的控制進行設計，解決了直流輸電數(shù)學模型中dq軸電流耦合的問題。通過PSCAD對模塊化九電平逆變器應用高壓直流輸電系統(tǒng)進行仿真，擇用子模塊獨立的載波信號和正弦波信號進行比較的控制策略，將系統(tǒng)負荷設置成有功階躍、無功階躍、無功翻轉三種狀態(tài)，驗證模塊化九電平逆變器

3、應用于直流輸電向無源負荷供電的可行性。
　　2.對自鉗位二極管五電平逆變器應用于異步電機控制系統(tǒng)進行分析和應用。本部分首先對傳統(tǒng)鉗位二極管五電平拓撲進行分析，發(fā)現(xiàn)電路狀態(tài)的變化會對鉗位二極管產生潛在的危害，故將電路改善成自鉗位二極管五電平逆變器，并詳細分析開關狀態(tài);通過各種開關狀態(tài)引入開關函數(shù)，用開關函數(shù)對五電平逆變器輸出的瞬時電壓進行表示。其次對空間矢量PWM和載波PWM應用于五電平逆變器進行介紹，針對五電平空間矢量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，對其分解后，給出選擇重疊位置的有效電壓矢量的原則和計算各電壓矢量作用時間的過程。通過PSIM仿真，總結五種載波PWM控制方案的優(yōu)劣。本部分還對異步電機、異步電機的控制及其運行狀況進行總結。最后在PSIM環(huán)境中搭建自鉗位二極管五電平逆變器應用于異步電機控制的模型，擇用優(yōu)化的同相層疊載波控制策略，對系統(tǒng)仿真，通過仿真結果，驗證了所選的拓撲電路和控制策略在異步電機控制中的可行性。
　　3.對系