電平逆變器的數(shù)字控制畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 率器件的電壓變化率只有兩電平逆變器的一半。如果兩個(gè)輸入電容上的電壓相差過大，不僅輸出電壓的諧波含量會(huì)增加，而且某些功率管上承受的電壓會(huì)上升，縮短裝置的壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞功率管和直流電容。 三電平逆變器的工作模式所謂三電平逆變器是指逆變器的橋臂電壓有三種電平——“+1”、“1”和“0”。表11 A相的開關(guān)狀態(tài)+1100200110100110從表11可以看出，三電平逆變器的橋臂狀態(tài)比兩電平逆變器多出了一種狀態(tài)，即輸出橋臂電壓為0的狀態(tài)。所有的電壓矢量按照矢量長(zhǎng)度的不同可以分為零矢量，短矢量，中矢量和長(zhǎng)矢量4種。中矢量和長(zhǎng)矢量分別有6個(gè)，每個(gè)電壓矢量都只對(duì)應(yīng)著一種橋臂開關(guān)狀態(tài)。 空間矢量調(diào)制與兩電平逆變器的空間矢量調(diào)制相似，三電平逆變器的空間矢量調(diào)制也是通過對(duì)調(diào)制空間矢量的位置進(jìn)行判斷，選擇進(jìn)行合成的開關(guān)向量并計(jì)算各個(gè)開關(guān)向量作用的時(shí)間。，必然位于由，和4個(gè)向量頂點(diǎn)構(gòu)成的四邊形中，其中和是兩個(gè)必然使用的基本向量，這兩個(gè)向量頂點(diǎn)的連線將四邊形分為兩個(gè)三角形區(qū)間，第3個(gè)基本向量必然和位于,頂點(diǎn)連線的同一側(cè)，可以用式（）判斷第3個(gè)基本向量是使用還是使用。在確定了進(jìn)行合成的基本電壓矢量和各個(gè)矢量的作用時(shí)間之后，還必須確定三個(gè)基本電壓矢量的作用順序，在這個(gè)環(huán)節(jié)上遵循以下原則：（1）橋臂狀態(tài)只允許這4種變換方式，不允許出現(xiàn)的變換。～60176。由空間矢量調(diào)制理論可知，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)向量應(yīng)該是對(duì)稱的，這樣輸出諧波最小，表14只列出了前半個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的矢量作用順序。為了減少開關(guān)損耗，應(yīng)盡量減少開關(guān)次數(shù)。矢量空間的運(yùn)動(dòng)軌跡可以有以下幾種：（1）此時(shí)，頂點(diǎn)的軌跡只存在于三角形a中，可以任意選擇一種矢量作用順序。為了控制的方便，規(guī)定當(dāng)與g軸的夾角在0176。之間時(shí)使用a(2),b(1),c(2),d(1)。120176。240176。5個(gè)區(qū)間與0176。 直流側(cè)電壓平衡三電平逆變器在直流側(cè)串聯(lián)兩個(gè)電容，將輸入直流電壓進(jìn)行分壓，以直流電容中點(diǎn)為參考點(diǎn)，通過箝位二極管在橋臂上形成三電平輸出。因此，必須采取一定的措施，減小輸入電容上的電壓差，保持輸入電容上的電壓平衡。而每一個(gè)中矢量都是唯一的，因此，中矢量對(duì)直流電容電壓的影響是不可控的。例如。這樣就可以得到保持直流電容電壓平衡的算法：檢測(cè)量：輸入電容兩端的電壓 ,直流輸入電流其中為設(shè)定的輸入電容壓差范圍，表示正矢量的作用時(shí)間，表示負(fù)矢量的作用時(shí)間，表示正負(fù)矢量作用時(shí)間之和，也就是計(jì)算得到的該短矢量的作用時(shí)間，為計(jì)算比例系數(shù)，是一個(gè)常數(shù)。在常用的全控開關(guān)電力電子器件中，雙極型大功率晶體管（GTR）具有導(dǎo)通飽和壓降小，電壓容量大等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于大功率變換電路中。但是它電流容量小，飽和壓降比較大，且隨著阻斷電壓的提高，導(dǎo)通電阻近似成正比上升。而且隨著功率管工作開關(guān)頻率的提高，輸出電壓中的諧波成分多為高頻，這樣就可以降低輸出濾波器電感和電容，可采取較小的濾波器，從而減小系統(tǒng)的體積重量，提高效率；2). IGBT作為電壓控制自關(guān)斷器件，輸入阻抗高，柵級(jí)所需驅(qū)動(dòng)功率很小，這樣可以簡(jiǎn)化功率管驅(qū)動(dòng)電路和變頻器的結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)可靠性；3). IGBT的飽和壓降比MOS器件壓降小，且電流容量大，耐壓高，安全工作區(qū)寬。綜合以上計(jì)算，選用EUPEC公司的型號(hào)為BSM50GB120DN2的IGBT，其電壓、電流參數(shù)：VCES＝1200V，IC＝50A。選用IXYS公司的DESI6012，額定電壓為1200V，額定電流為60A，反向恢復(fù)時(shí)間為35ns。(1) 諧振頻率選擇在理想開關(guān)條件下，采用電壓空間矢量控制方案時(shí)，輸出電壓中所有偶數(shù)次諧波、3及3的倍數(shù)次諧波都為零，113等低次諧波含量也很小，濾波器的諧振頻率可以取得較高。當(dāng)電感L較大時(shí)，電感上電壓降也就比較大，為了保證輸出穩(wěn)定在380V，直流母線電壓將相應(yīng)升高，這就增大了功率晶體管的電壓應(yīng)力。經(jīng)綜合考慮后，取L=3mH，C=80μF。IGBT正常開通時(shí)，C、E之間飽和導(dǎo)通電壓較低，當(dāng)IGBT短路時(shí)，流過IGBT的電流非常大，使得C、E之間電壓增大，8腳檢測(cè)到此電壓過高時(shí)，光耦4N25的發(fā)光二極管導(dǎo)通，保護(hù)信號(hào)PRO變?yōu)榈碗娖?，并?zhí)行保護(hù)功能。 3level inverter子模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) control子模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) SFunction按照上文所述的算法編寫的一段程序，其功能與DSP實(shí)際核心程序相當(dāng)。 三相輸出電壓的仿真波形 中點(diǎn)電壓平衡的直流中點(diǎn)電壓 無中點(diǎn)電壓平衡的直流中點(diǎn)電壓表16列出了空載情況下在基于TMS320LF2407A的數(shù)字試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。這種算法通過簡(jiǎn)單的坐標(biāo)變換，將電壓基本空間矢量的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成整數(shù)，極大的方便了DSP的實(shí)時(shí)運(yùn)算，減小了
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