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三电平逆变器SPWM控制策略的研究

作　者: 闻振华
导　师: 程善美
学　校: 华中科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 三电平逆变器 SPWM算法零序分量中点电位控制直流电压利用率
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

三电平逆变器输出由于具有更高的电能质量、更低的谐波含量,更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗等优点,在中高压大容量交流调速领域得到了广泛的应用。其中PWM控制技术可以合理改变逆变器所采用开关器件的通断顺序与时间,从而获得很好的正弦输出波形。到目前为止,PWM控制在三电平逆变器控制策略占主导地位,并一直是人们研究的热点。本文主要研究三电平逆变器改进型SPWM控制策略。在介绍中点箝位逆变器结构基础上,研究了SPWM载波层叠策略。针对SPWM直流电压利用率低、中点电位不易控制的缺点,分析了三电平逆变器中SVPWM和SPWM零序分量的等效关系。通过研究三电平逆变器电容中点平衡问题的形成机理,以中线电流为突破口,将控制开关状态输出的平均效果与实际的三相参考电压等效,引出了所需注入零序电压的准确解析计算方法,并在此基础上研究了“预估—约束—校验—修正”的实时控制算法。为了验证所采用的三电平改进型SPWM算法,本文在MATLAB下建立了三电平开环SPWM控制模型,仿真结果表明所研究的算法是有效的,在中点控制和直流电压利用率方面均达到了和SVPWM算法相媲美的程度,并且还具有实现起来较简单、直观的优点。采用TI公司的TMS320F2812作为控制芯片,利用该芯片的两个事件管理器巧妙了实现了三电平SPWM算法,给出了实验验证,实验结果进一步证实了所做的研究工作和所采用的算法是实际可行的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 多电平变换器的发展  9-10
  1.2 三电平逆变器控制策略和要求  10-14
  1.3 本课题研究的目的和意义  14-15
  1.4 论文的结构安排  15-17
2 SPWM控制策略  17-33
  2.1 中点箝位三电平逆变器的拓扑结构及原理  17-18
  2.2 载波层叠PWM控制  18-27
  2.3 三电平SPWM 和SVPWM控制等效关系的分析  27-33
3 提高直流电压利用率的SPWM策略研究  33-41
  3.1 注入零序分量法  34-36
  3.2 载波交叠法  36-41
4 基于SPWM中点电位控制策略  41-53
  4.1 电容中点不平衡问题  41-43
  4.2 引入合适零序分量的SPWM 控制  43-47
  4.3 仿真验证  47-53
5 三电平逆变器SPWM的实现  53-60
  5.1 三电平SPWM 算法实现的硬件  53-54
  5.2 基于TMS320F2812的软件设计  54-57
  5.3 PWM信号的验证  57-60
6 全文总结与展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-65

三电平逆变器SPWM控制策略的研究

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