江蘇大學現(xiàn)代驅(qū)動技術(shù)論文-多電平逆變器的工作原理和控制、仿真(已修改)
2025-06-22 17:33 本頁面
【正文】 1 江蘇大學試題 （ 2021— 2021 學年第 1 學期） 課程名稱 現(xiàn)代驅(qū)動技術(shù)與智能化 開課學院 電氣 使用班級 電氣 (普通班 )2021/01/0 電氣 (卓越班 )2021/01/02 考試日期 （開卷） 題 號 一 二 三 四 五 六 七 八 總分 核查人簽名 得 分 閱卷教師 撰寫與下列內(nèi)容有關(guān)的讀書報告，其內(nèi)容不少于 8000字。 要求： 關(guān)程度高，有理論，有實踐，有圖表，有公式，條理清晰，文 字通順。 A4紙打印， 5號宋體， ；標題用 3號黑體。 ，本頁為首頁。 主要題目： 、發(fā)展趨勢 、仿真 、基于氣隙磁場定向的交流同步電機調(diào)速原理、系統(tǒng)和應(yīng)用 、定子磁場定向的永磁同步電機矢量控制原理、系統(tǒng)和應(yīng)用。 、系統(tǒng)和應(yīng)用。 命題教師： 共 1 頁 第 1 頁 學生所在學院 專業(yè)、班級 學號 姓名 2 J I A N G S U U N I V E R S I T Y 現(xiàn)代驅(qū)動技術(shù)與智能化論文 課題： 多電平逆變器的工作原理和控制、仿真 學院： 電氣信息工程學院 班級： 學號： 姓名： 3 引言 多電平逆變器由于其在中、高壓電力傳動和電力系統(tǒng)中廣闊的應(yīng)用前景，近年來得到人們廣泛的關(guān)注。但是，隨著電平數(shù)的增加，控制的復雜性也隨之增加，并且會帶來電壓不平衡等問題，它對多電平逆變器的電壓輸出波形質(zhì)量、有源和無源器件的應(yīng)力、系統(tǒng)損耗、效率等都有直接的 影響，所以對多電平逆變器的調(diào)制和控制策略的研究與對多電平逆變器拓撲研究一樣，近年來發(fā)展很快。本文將著重對多電平逆變器的調(diào)制和控制策略進行系統(tǒng)的分析。多電平逆變器的調(diào)制和控制策略可以根據(jù)開關(guān)頻率分為兩大類：高開關(guān)頻率 PWM 調(diào)制方式和基波開關(guān)頻率方式（圖 1 ）。高頻 P W M 開關(guān)工作的各種方式具有的公共特點是：在多電平逆變器輸出電壓基波的一個周期內(nèi)，功率半導體器件要換流很多次。由于多電平逆變器允許使用多個高頻載波和調(diào)制波，而每一個載波和調(diào)制波又可能有多個控制自由度，例如，載波有頻率、相位、幅值等多個控制自由 度；調(diào)制波有頻率，幅值，零序分量和形狀等多個控制自由度，這些控制自由度的不同組合，將可能產(chǎn)生許多不同的 PWM 控制方法。在當前工業(yè)應(yīng)用中，非常普遍應(yīng)用的是經(jīng)典的正弦脈寬調(diào)制（ SPWM）方式，并應(yīng)用移相技術(shù)來減少負載電壓中的諧波。另外一種方法是已成功地用于三電平逆變器的空間矢量調(diào)制（ S V M ）策略。 低頻開關(guān)的各種工作方式中，在多電平逆變器輸出電壓的一個周期內(nèi)，功率半導體器件通常只換流一次或兩次，從而產(chǎn)生一個組合的階梯形波形。這種控制類型的代表是采用多電平選擇性諧波消除和空間矢量控制。 4 1 各種主要控制 策略的原理 多電平正弦高頻 PWM 控制 以經(jīng)典的高頻三角載波 S P W M 技術(shù)為基礎(chǔ)，在多電平逆變器中發(fā)展了幾種多載波控制技術(shù)。有些采用載波配置法，有些運用多載波信號的相位偏移法。圖 2（ a）示出了級聯(lián)逆變器中的一個單元將正弦參考電壓與高頻三角載波信號進行比較后產(chǎn)生的典型電壓。 若一相中含 Nc 個級聯(lián)單元，它們的載波相位彼此互差相角 θ c= 360176。 /Nc，并且所有單元均應(yīng)用同一個控制電壓時，可以產(chǎn)生畸變最小的負載電壓。這種載波相移控制技術(shù)的效果可以從圖 3 清楚地觀察到。圖 3 所示仿真結(jié)果是從一個七 電平結(jié)構(gòu)每相采用 3個單元的多單元逆變器得到的。當各載波分別移相 θ c= 360176。 /3 = 120176。角度時，我們可以得到最小的畸變：THD ＝ %。 5 當前工業(yè)應(yīng)用的普遍做法是在每個單元采用 3 次諧波注入技術(shù)來提高輸出電壓。（圖 2（ b）） , 在這種
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