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高电压技术 2025年第3期51卷 1269-1283,I0002,I0003页

作者：毕贵红王小玲陈冬静赵四洪陈世语陈仕龙昆明理工大学电力工程学院昆明650500

中点钳位(neutral point clamped,npc)型三电平逆变器并网工作环境恶劣,IGBT面临单管与双管同时故障的挑战,这使得故障特征之间的差异变得非常微弱,进而导致双管故障的识别精度难以有效提升。为此,提出了一种新的故障诊断方法,该方法结... 详细信息

中点钳位(neutral point clamped,npc)型三电平逆变器并网工作环境恶劣,IGBT面临单管与双管同时故障的挑战,这使得故障特征之间的差异变得非常微弱,进而导致双管故障的识别精度难以有效提升。为此,提出了一种新的故障诊断方法,该方法结合了多通道的二维递归融合图和轻量化多尺度残差(lightweightmultiscale convolutional residuals,LMCR)网络。首先,通过仿真获取三相电流信号作为故障信号;再利用递归图(recurrence plot,RP)将三相电流信号分别转化为二维图并进行多通道融合,以捕捉时间序列中的周期性、突变点和趋势等特征;最后,将递归融合图作为输入,输入到LMCR模型中进行故障识别,LMCR模型整合多级Inception结构和残差网络,用于提取不同尺度的特征并融合这些特征,从而保证网络的梯度消失和爆炸。实验结果显示,该方法在IGBT故障识别中表现出色,无噪声环境下平均识别准确率达100%,噪声环境中也达到了92.53%,充分证明了该方法具有较强的特征提取能力和优异的抗噪性能。

关键词： npc型三电平逆变器开路故障递归图深度学习多尺度特征

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npc型三电平逆变器的永磁同步电机矢量控制策略研究

NPC型三电平逆变器的永磁同步电机矢量控制策略研究

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作者：石文启中国科学技术大学

学位级别：硕士

2060年碳中和目标给我国的制造业带了巨大的机遇与挑战。目前我国有近半数超过315kW的电机采用的是高压交流电直接驱动,缺乏变频调速技术造成了这些大功率电机在使用时严重的电能浪费。为了促进我国环保事业的发展,开发拥有自主知识产... 详细信息

2060年碳中和目标给我国的制造业带了巨大的机遇与挑战。目前我国有近半数超过315kW的电机采用的是高压交流电直接驱动,缺乏变频调速技术造成了这些大功率电机在使用时严重的电能浪费。为了促进我国环保事业的发展,开发拥有自主知识产权的高压大功率变频调速系统迫在眉睫。由于两电平逆变电路的谐波较大,并且功率器件的耐压要求高,不适合作为大功率逆变电路的拓扑结构。而多电平逆变电路中,二极管钳位型三电平逆电路因为其对功率元件的耐压要求低,输出电压谐波少,而得到广泛的商业应用。永磁同步电机由于结构简单、效率高、控制性能好等优点已被广泛应用于交流变频调速系统。本文对三电平逆变器的控制系统进行了整体设计,并完成了电流环、速度环、调制算法的设计实现,进行了相应的仿真验证,主要完成的工作有:建立了 npc型三电平逆变电路的数学模型,并通过调整正负小矢量作用时间,实现了一种具有中点电位平衡能力的SVPWM算法。缩小了元件的工作电压范围,从而提高了逆变电路的可靠性。通过更新电压矢量开关表,并引入带延时补偿的电压预测函数,使双矢量电流预测控制可以应用到三电平逆变电路中。避免对SVPWM调制函数的反复调用,降低了嵌入式处理器的运算开销。将中点电位平衡能力的SVPWM算法与无差拍电流预测控制结合得到一种新的PWM预测控制。实现了对期望定子电流曲线的准确跟踪,并且避免了运行时的电流波动,同时中点电位平衡效果也明显优于双矢量电流预测控制。将柔性开关函数应用到离散滑模控制器中,降低了在稳态时跟踪转速的滑模控制器的抖振现象。并且其在负载变化时避免了电流环的波动,不会影响电流环的跟踪效果。

关键词： npc型三电平逆变器永磁同步电机矢量控制无差拍电流预测控制滑模控制

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npc型三电平逆变器故障诊断方法研究

NPC型三电平逆变器故障诊断方法研究

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作者：胡彬中国矿业大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术和半导体技术的不断发展,多电平逆变器逐渐成为某些高压、大功率应用场合的主流选择,这其中又以中点钳位型(Neutral Point Clamped,npc)三电平逆变器的使用较为广泛。相较于传统的两电平逆变器,npc型三电平逆变器具有... 详细信息

随着电力电子技术和半导体技术的不断发展,多电平逆变器逐渐成为某些高压、大功率应用场合的主流选择,这其中又以中点钳位型(Neutral Point Clamped,npc)三电平逆变器的使用较为广泛。相较于传统的两电平逆变器,npc型三电平逆变器具有功率管电压应力低、输出波形畸变率低、谐波小等优势,但由于其功率管数量多、拓扑结构复杂,导致出现故障的概率也大大增加。本文针对npc型三电平逆变器的核心元件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)功率管的开路问题,研究其故障诊断方法来实现对故障管的识别与定位,从而提高逆变器的可靠性,在工程应用上具有一定的价值。本文首先针对电力电子变换器故障诊断技术的国内外研究现状作了较为全面地综述,介绍了npc型三电平逆变器的拓扑结构、工作原理和调制技术,并通过对npc型三电平逆变器的故障分析,总结其主要的功率管开路故障类型。针对永磁同步电机矢量控制系统中的npc型三电平逆变器单管开路故障问题,本文研究了一种基于信号处理的、实时的诊断方法。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型对故障进行分析,选择三相电流原始信号作为研究基础。首先通过npc型三电平逆变器拓扑结构的对称性来检测开路故障的产生,接着根据故障特征量来设计诊断算法,进而完成对包含健康状态在内的13种故障类型的诊断。设计搭建物理实验平台,对该诊断方法进行验证。实验结果表明,该诊断方法能在开路故障发生后的一个电流基波周期内检测到故障产生,并准确定位到故障管。因此,该方法的有效性和快速性得到了验证。针对npc型三电平逆变器的单管开路和双管复合开路故障问题,研究了一种基于一维卷积神经网络(One Dimensional Convolutional Neural Network,1DCNN)的诊断方法。采集各种故障状态下的电流信号作为故障数据集,构建1DCNN模型并确定网络结构和参数。通过故障数据集制作样本并输入到1D-CNN模型中,对模型进行训练和优化。在确定适合模型的相关参数后,采用数据集增强(Data Augment)技术来扩充样本数量,进一步提升模型的训练效果。实验结果显示,训练好的1D-CNN模型性能优异,在测试集上能够达到较高的诊断准确率。考虑到卷积神经网络在图像识别领域具有独特的优势,研究了一种基于格拉姆角场(Gramian Angular Field,GAF)和卷积神经网络相结合的诊断方法。通过GAF技术将一维的故障数据样本转化为二维的图像样本,同时保留完整的故障特征。将二维的图像样本输入到构建完成的GAF-CNN模型中,对模型进行训练和优化。为了提高网络模型的诊断性能和泛化能力,加入批量归一化算法,并通过实验来验证其有效性。实验结果显示,训练好的GAF-CNN模型性能优异,在测试集上能够达到较高的诊断准确率。该论文有图41幅,表9个,参考文献76篇。

关键词： npc型三电平逆变器开路故障诊断深度学习卷积神经网络格拉姆角场

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npc型三电平逆变器的故障诊断与容错控制研究

NPC型三电平逆变器的故障诊断与容错控制研究

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作者：方舒合肥工业大学

学位级别：硕士

近年来,多电平逆变器在航空、煤矿、电力等大功率领域得到日益广泛的应用,其中三电平逆变器以其损耗小、谐波含量低等优点受到国内外学者的青睐。然而,逆变器中的功率器件是最易发生故障的薄弱环节,一旦功率器件发生故障,轻则带来经济... 详细信息

近年来,多电平逆变器在航空、煤矿、电力等大功率领域得到日益广泛的应用,其中三电平逆变器以其损耗小、谐波含量低等优点受到国内外学者的青睐。然而,逆变器中的功率器件是最易发生故障的薄弱环节,一旦功率器件发生故障,轻则带来经济损失重则威胁系统安全。本文以中点箱位型(Neutral Point Clamped,npc)三电平逆变器为对象,研究其功率器件的故障诊断与容错控制,从而实现功率器件故障后系统可以持续工作,提高系统的可靠性。研究内容如下:首先具体研究npc型三电平逆变器的故障诊断,基于三电平逆变器的工作原理,通过分析三电平逆变器故障前后的电流流通路径,提取出每一时刻箝位二极管电流、桥臂开关状态和负载电流作为故障特征,得到基于电流流通路径的三电平逆变器故障诊断逻辑,准确定位故障功率器件,且诊断出故障器件的故障类型。通过仿真对所提故障诊断方法的有效性进行验证。然后对npc型三电平逆变器的功率器件故障分类,以便进行容错控制研究。分析不同位置的功率器件发生短路或者开路故障后电压空间矢量的不同特点,将三电平逆变器功率器件故障分为三种类型:Ⅰ型,即外管短路故障;Ⅱ型,即内管短路故障和外管开路故障;Ⅲ型,即内部开关器件开路故障。针对Ⅰ型和Ⅱ型故障,提出基于电压空间矢量冗余的容错控制方法,即修正的SVPWM调制算法,并对其容错性能进行评价。通过仿真对所提基于电压空间矢量冗余的容错控制方法的有效性进行验证。最后重点研究npc型三电平逆变器的Ⅲ型故障,提出基于拓扑重构的容错控制方法。首先以两电平逆变器三相四开关容错拓扑为例,介绍拓扑重构型容错控制的基本原理;进而得到三电平逆变器容错拓扑;再给出其拓扑重构过程,分析新拓扑的空间矢量,并与三电平逆变器正常工作模式、Ⅱ型故障和三相四开关拓扑结构的空间矢量进行对比,得到其空间矢量合成方法;最后针对某些区间矢量的特殊性,给出具体SVPWM调制策略。通过Matlab仿真平台验证了拓扑重构型容错控制方法的有效性。

关键词： npc型三电平逆变器故障诊断容错控制冗余拓扑重构

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npc型三电平逆变器功率开关管开路故障诊断技术研究

NPC型三电平逆变器功率开关管开路故障诊断技术研究

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作者：欧良伟中国矿业大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术的不断发展,多电平逆变器已广泛应用于高电压、大功率场合,其中以中点钳位型(Neutral Point Clamped,npc)三电平逆变器应用最为广泛。三电平逆变器具有耐压高、输出电压谐波含量低、开关损耗低等优点,但由于其电路结构... 详细信息

随着电力电子技术的不断发展,多电平逆变器已广泛应用于高电压、大功率场合,其中以中点钳位型(Neutral Point Clamped,npc)三电平逆变器应用最为广泛。三电平逆变器具有耐压高、输出电压谐波含量低、开关损耗低等优点,但由于其电路结构复杂,功率器件数目多,导致其发生故障的概率大大增加。据产业统计分析,功率变换器件是三电平逆变器故障率最高的元器件之一,主要表现为短路故障与开路故障。目前短路故障具有比较成熟的软件保护算法与硬件保护电路,开路故障还处于研究与实验阶段。本文以npc型三电平逆变器的IGBT功率管为研究对象,对其发生开路故障问题展开研究,研究故障诊断算法用于逆变器的故障检测以及故障功率开关管的识别与定位。首先本文阐述课题的研究背景及意义,总结国内外对故障诊断领域的研究现状,介绍npc型三电平逆变器的拓扑结构、工作原理以及调制方式,并对逆变器进行故障分析,总结在不同故障类型下逆变器输出三相电流的基本特征。针对npc型三电平逆变器单管故障以及双管开路故障问题,研究一种基于电流残差的故障诊断算法。首先分析基于混合逻辑动态系统法(Mixed Logic Dynamic,MLD)的npc型三电平逆变器的数学模型,并搭建观测器以此来观测正常运行时逆变器输出三相电流,将观测的电流与实际系统输出电流做残差,分析不同故障类型的残差特征,依据残差特征设计故障诊断算法用于三电平逆变器的故障诊断,最终在MATLAB/Simulink仿真环境中验证算法的可行性。利用逆变器拓扑结构对称性特点进行故障检测,研究一种基于对称性的故障诊断算法。npc型三电平逆变器具有高度对称性,正常运行时,逆变器在结构上三相对称。若逆变器出现故障,则对称性被破坏。根据不同故障状况下逆变器三相输出电流特征,设计故障定位算法用于逆变器故障功率管的定位与识别。在MATLAB/Simulink仿真环境中验证了故障诊断算法的有效性与可行性。为了进一步验证基于对称性算法的有效性与鲁棒性,在搭建的实验平台上进行验证,实验结果表明,该算法可以准确检测出故障并定位到故障管,不会出现误报的情况,该算法的有效性得以验证。

关键词： npc型三电平逆变器开路故障诊断电流残差对称性

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npc型三电平逆变器综合性能优化空间矢量调制策略

NPC型三电平逆变器综合性能优化空间矢量调制策略

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作者：刘潮天津大学

学位级别：硕士

中点箝位(Neutral-Point-Clamped npc)型三电平逆变器具有输出电压和电流质量高、dv/dt低、逆变效率高等优势,在轨道牵引、舰船推进等中压大功率场合得到越来越广泛的应用。空间矢量调制技术因其调制度可达范围宽、输出波形质量高、易... 详细信息

中点箝位(Neutral-Point-Clamped npc)型三电平逆变器具有输出电压和电流质量高、dv/dt低、逆变效率高等优势,在轨道牵引、舰船推进等中压大功率场合得到越来越广泛的应用。空间矢量调制技术因其调制度可达范围宽、输出波形质量高、易于数字化实现等优点,在降低开关损耗以提升转换效率、减小输出电流谐波以改善输出特性等方面优势突出。如何在一定的运行情况下同时兼顾逆变器开关损耗和输出电流谐波两方面的性能,实现如上两方面性能的综合优化,是npc型三电平逆变器调制策略的一个研究热点。结合npc型三电平逆变器系统,本文介绍了三电平逆变器调制的基本原理,包括参考电压矢量的合成以及基本电压矢量作用时间的计算和分配等。在此基础上,对逆变器的开关损耗与输出电流谐波性能展开研究,对开关损耗与输出电流谐波进行建模分析,通过对开关损耗与输出电流谐波评价指标的定量计算,得出开关损耗与输出电流谐波随调制度m、参考矢量角θ等变化的具体规律。为了综合考虑开关损耗和输出电流谐波性能,结合开关损耗与输出电流谐波共同确定综合性能评价指标FSWr为衡量标准。除了传统“+”、“-”箝位状态开关序列之外,同时将“0”箝位状态开关序列作为备选开关序列,扩展了开关序列集合,并以FSWR最小为原则对各个区域进一步划分,确定“+”、“-”和“0”三种箝位状态开关序列的最优作用子区域,进一步提出了综合性能优化空间矢量调制策略。为了验证综合性能优化调制策略的有效性,本文利用Matlab/Simulink设计了npc型三电平逆变器仿真模型,搭建了npc型三电平逆变器实验系统平台,并对本文所提优化调制策略与传统调制策略进行了仿真与实验的研究与对比。仿真和实验结果表明,本文提出的调制策略对三电平逆变器系统的开关损耗与输出电流谐波性能具有综合优化效果。

关键词： npc型三电平逆变器空间矢量调制开关损耗输出电流谐波

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npc型三电平逆变器应用研究

NPC型三电平逆变器应用研究

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作者：彭新华中科技大学

学位级别：硕士

中点箝位型三电平逆变器作为在高压大功率场合普遍使用的一种拓扑,具有开关器件承受电压低,输出波形谐波含量少,EMI干扰小等优点。三电平逆变器结构比较复杂,开关器件数目较两电平逆变器多,控制难度增加。PWM技术和中点电位控制是三电... 详细信息

中点箝位型三电平逆变器作为在高压大功率场合普遍使用的一种拓扑,具有开关器件承受电压低,输出波形谐波含量少,EMI干扰小等优点。三电平逆变器结构比较复杂,开关器件数目较两电平逆变器多,控制难度增加。PWM技术和中点电位控制是三电平逆变器研究的两大关键问题。\n 本文在分析三电平逆变器工作原理,建立逆变器数学模型,介绍调制技术的基础上,重点分析了常见的两种调制方式的内在联系。中点电位波动是npc型逆变器运行中不可避免的问题。文章分析了中点电位波动的原因,介绍了中点电位在各种负载条件下波动的规律,比较了几种常见的中点电位控制方案,发现它们都不能有效地抑制中点电位低频脉动,在一定的负载条件下波动幅度很大,提高了对开关器件的耐压要求,失去了三电平的部分优势。进而引出了一种基于虚拟中矢量的空间矢量调制算法的中点电位控制方案,分析表明它能从根本上抑制中点不平衡,详细地给出了它的实现算法,并作出改进,并指出其不足,仿真和实验均证明这种方案的有效性。本文还基于dSPACE系统设计了一个三点平逆变器控制系统,包括部分硬件参数和控制器,仿真和实验证明了设计的合理性。最后分析了逆变器在负载短路时的中点电位跳变,仿真结果说明了中点电位控制策略能适应这种工况。

关键词： npc型三电平逆变器空间矢量调制中点电位控制虚拟中矢量

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npc型三电平逆变器的永磁同步电机PWM预测控制

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电子技术（上海） 2021年第9期50卷 1-5页

作者：石文启中国科学技术大学信息科学技术学院安徽230022

由于对中、高容量逆变器的需求越来越大,二极管箝位型(Neutral Point ClamPed,npc)三电平逆变电路应用越来越广泛。和两电平逆变电路相比,中点电位偏移与电流波动是三电平逆变器应用中的主要难题。中点电位偏移与波动可能导致输出电压... 详细信息

由于对中、高容量逆变器的需求越来越大,二极管箝位型(Neutral Point ClamPed,npc)三电平逆变电路应用越来越广泛。和两电平逆变电路相比,中点电位偏移与电流波动是三电平逆变器应用中的主要难题。中点电位偏移与波动可能导致输出电压波形畸变以及开关元件的损耗。本文提出了一种PWM预测控制,通过对永磁同步电机的电流状态变量进行离散化,计算出当前时刻所需要的作用控制电压,结合中点抑制SVPWM调制算法。该方法电流响应速度快,电压利用率高,并且开关损耗降低,能抑制中点电位偏移,对于npc型三电平逆变器驱动永磁同步电机的研究和应用具有较好的参考意义。

关键词：永磁同步电机 npc型三电平逆变器无差拍预测控制

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电机驱动系统npc型三电平逆变器故障诊断与容错控制研究

电机驱动系统NPC型三电平逆变器故障诊断与容错控制研究

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作者：陈超波西安理工大学

学位级别：博士

电机驱动系统作为全球最主要的动力系统和机电能量相互转换的重要装置,在交通运输、航空航天、新能源发电等领域的应用需求愈加迫切。中点箝位(Neutral Point Clamped,npc)型三电平逆变器具有拓扑结构相对简单、工作效率高、功率器件电... 详细信息

电机驱动系统作为全球最主要的动力系统和机电能量相互转换的重要装置,在交通运输、航空航天、新能源发电等领域的应用需求愈加迫切。中点箝位(Neutral Point Clamped,npc)型三电平逆变器具有拓扑结构相对简单、工作效率高、功率器件电压应力低等优势,逐渐成为中高压、大功率交流电机驱动系统中的重要电能变换装置。然而电机驱动系统工作环境相对复杂、恶劣,极易引发npc型三电平功率开关器件的开路故障,严重影响电机驱动系统的效能与可靠性。因此,开展电机驱动系统npc型三电平逆变器开路故障诊断与容错控制研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以交流电机驱动系统中npc型三电平逆变器为研宄对象,针对解析模型参数及外部扰动不确定、监测数据量大且信号非平稳等条件下功率器件开路故障诊断难题,以及开路故障发生时逆变器拓扑结构变化导致电压空间矢量作用时间异常及驱动能力不足下的容错控制难题,开展npc型三电平逆变器开路故障诊断与容错控制研宂。论文的主要创新性工作如下:(1)针对解析模型参数不确定和外部扰动导致测难以准确获得系统状态估计值,使模型障识别率低、扰性差问,提出一种基于区间滑模观测的npc型电平变故障诊断。首先,分析PC型电逆变拓扑结构作原,构建逆变合辑动模型,计算、下界滑模测相电流估计值的凸加和作为区间模观测器的电流估计值,结合实际系统三相电流输出获得电流残差。其次,分析典型开路故障特征,建立三相电流残差与开路故障之间的关系表,实现开路故障的诊断识别。最后,仿真和实物,实结果明该故障诊断准确率高、算法鲁棒性强。(2)PC型电变历史测数据有效利用率低非稳故障信号特征提取难大的问,出一缩知(Optimized Compressed Sensing,OCS)与小波分(avelet Packet Decoposition, PD)相结合的特征提取方法,并构建基于特征数据驱动的故障诊断模型。先,过Gram矩阵和快代收缩阈值算法的融对测量矩阵行优化,降低测矩阵与稀基间的联性,高压缩信号的重构。其次,考虑故障信号具有局部异常及非平稳特性,使用小波分缩数据,提取子带信号能并构建特向。最后,建立特征数据集分类器模型,测试并验证所提OCS-WPD方法在压缩数据重构和故障敏感特征提取方面的有效性。(3)针对传统SVPWM的npc型三电平逆变器软件容错控制算法,存在电压控制矢量作用时间小于零,导致电流输出谐波大的问题,提出一种基于伏秒平衡原理的电压空间矢量重构容错控制算法。首先,根据npc型三电平逆变器在不同开路故障情况下电压空间矢量分布几何形状,对其进行故障分类。其次,分析I类开路故障中电压空间矢量作用时间,根据伏秒平衡原理重构电压空间矢量,对SVPWM进行过调制,降低输出电流畸变率。最后,在仿真平台上验证所提算法。实验结果表明,所提的算法较传统的矢量容错控制相比,电流输出谐波明显降低。(4)针对电压空间矢量重构的npc型三电平逆变器容错控制策略,存在输出电压幅值降低、驱动能力下降的缺陷,提出基于拓扑-电压矢量双重构的npc型三电平逆变器容错控制策略。首先,根据npc型三电平逆变器开路故障电压空间矢量分布特点及交流电机负载特性,重构具有容错能力的npc型三电平逆变器主电路拓扑。其次,将重构后主电路拓扑与电压空间矢量结合,设计拓扑-电压矢量双重构容错策略,解决了电压空间矢量最大调制度不足的问题。最终,在仿真平台上验证所提算法,实验结果表明,所提容错策略能有效维持系统输出电压,提高电流驱动能力。

关键词： npc型三电平逆变器混合逻辑动态模型区间滑模观测器数据驱动故障诊断容错控制

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基于VSVPWM的npc型三电平逆变器中点平衡控制研究

基于VSVPWM的NPC型三电平逆变器中点平衡控制研究

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作者：闫玉莹沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着近几年的发展,风机、泵等一些交流电动机采用变频调速技术,这一应用不但取得了非常明显的经济效益还获得了良好的社会效益,由于高压大功率多电平变频器具有众多优势:对器件耐压要求不高、较高的等效开关频率、无需动态均压、输出波... 详细信息

随着近几年的发展,风机、泵等一些交流电动机采用变频调速技术,这一应用不但取得了非常明显的经济效益还获得了良好的社会效益,由于高压大功率多电平变频器具有众多优势:对器件耐压要求不高、较高的等效开关频率、无需动态均压、输出波形良好等等,它已逐渐成为人们的研究热点,并在柔性输电系统、PWM可逆整流、有源滤波等方面得到了广泛的应用。通过对多电平逆变器的拓扑结构的研究分析和控制策略的对比总结,本文以二极管箝位型(npc)三电平逆变器为研究对象,并对其进行深入研究。在虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)策略下,针对中点电位平衡、死区时间补偿两个问题进行仔细研究。首先,本文通过参考国内外相关文献、期刊,概述了多电平逆变器的研究背景、其目前的发展现状,以及存在的主要问题,同时,对二极管箝位型三电平逆变器的拓扑结构及其主电路的工作原理做了简要介绍和详细分析,并建立起npc型三电平逆变器相应的数学模型。其次,在传统空间矢量调制策略上进一步优化,针对npc型三电平逆变器中点电位波动这一主要问题,提出一种基于虚拟空间矢量的控制策略,对中点电位进行准确补偿,通过对直流侧中点电流方向的检测,引入电压调整参数,为增强小矢量对中点电流的控制能力,设置不同的小矢量有不同的调整参数,当逆变器的输出电流之和为零时,可以实现对逆变器中点电压的有效控制。运用Matlab/Simulink进行仿真分析,仿真结果表明,采用此方法下中点电位的偏差范围较小,输出线电压、相电压波形稳定,并且谐波失真率很低。最后,本文讨论了三电平逆变器的的死区时间补偿这一问题,提出半周期的死区时间补偿方法,通过分析优化交流逆变器的死区补偿策略,对半周期的电流进行采集,可以达到有效减小由死区时间导致的输出电压畸变现象。此方法首先通过计算控制周期(半个PWM周期)内的死区电压差值,运用伏秒平衡等效原理,得到对应的补偿时间。以添加输出脉宽偏移的方式可以使调制占空比得到扩大,并保持电流采样时刻在每个控制周期得以恒定,有效削弱电流谐波对控制系统造成的影响。运用MATLAB/Simulink进行仿真,分析结果表明该方法效果显著,比一周期的死区时间补偿算法更能有效地改善电流谐波,改善输出电流波形,明显减小电流的谐波畸变率。

关键词： npc型三电平逆变器虚拟空间矢量中点电位平衡死区时间补偿

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