發(fā)布時間：2022-01-16 13:26

　　中點箝位（NPC）型三電平逆變器作為一種普遍使用的拓撲,其開關器件電壓應力低,能夠有效地減少電流和電壓的諧波畸變率,廣泛的適用于中高壓工業(yè)應用場合。然而其產(chǎn)生的電流紋波幅值需要限幅在一定范圍內(nèi)才能保證系統(tǒng)安全可靠。本文以NPC三電平逆變器為研究載體,對逆變器直流母線電容的可靠性以及直流側、交流側輸出的電流紋波分別進行分析,并采用相應的控制策略抑制輸出電流紋波。論文的主體如下:1.介紹了幾種常見的三電平逆變器的拓撲及工作原理,同時介紹幾種常見的調制方式如載波脈寬調制（CBPWM）、空間矢量脈寬調制（SVPWM）和特定諧波消除脈寬調制（SHEPWM）。2.介紹三種電流紋波數(shù)學建模,總結電流紋波的時域分析方法,為抑制電流紋波奠定基礎。3.對NPC三電平逆變器直流母線電解電容的本體及壽命估計進行研究,并著重對鋁解電容的可靠性進行研究。4.對直流側母線電容器電流紋波進行分析,采用一種新穎的零序分量注入載波的調制的方法,計算出最優(yōu)補償值,抑制了中性點電流紋波,為提高母線電容的可靠性提供參考依據(jù)。5.對NPC三電平逆變器中交流側輸出電流紋波幅值波動較大的缺點,采用了一種新穎的控制策略,將輸出電流紋波... 

【文章來源】：安徽大學安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋁電解電容內(nèi)部結構圖

安徽大學博士/碩士畢業(yè)學位論文67管采用型號為IRGP50B60PD1PBF的IGBT，該器件安全可靠、參數(shù)分布緊密、有集成快速恢復二極管且熱穩(wěn)定性好。圖6.2實驗平臺單相主功率電路設計Figure6.2Maincircuitdesigninexperimentplatform6.2.2主控電路主控電路的功能是實現(xiàn)控制策略、對采樣信號進行處理、分析、計算以及生成PWM波驅動開關管，是實驗樣機系統(tǒng)最核心的部分。因此，本文所采用的控制策略都是通過主控電路的芯片進行邏輯運算實現(xiàn)。FPGA使用簡單、工作可靠、響應速度快、工作頻率高，可以提高系統(tǒng)的運行速度，節(jié)約一部分DSP產(chǎn)生的資源。因此本實驗樣機系統(tǒng)由DSP+FPGA構成，通過DSP傳送給FPGA的數(shù)據(jù)，快速的實現(xiàn)PWM功能，較大程度的使用系統(tǒng)的軟件資源。此外FPGA還有引腳擴展功能，針對DSP的EPWM引腳數(shù)目有限，可以進行更好的解碼計算，為更高電平的研究奠定基矗本試驗樣機系統(tǒng)的控制板采用TMS320F28335控制芯片，該控制芯片有高性能的靜態(tài)CMOS技術、高性能的32位CPU、18個PWM輸出、12位的A/D轉換器、具有16個轉換通道以及標準的優(yōu)化C/C++編譯、匯編、連接器，CCS集成開發(fā)環(huán)境，評估板和XDS100仿真器。因此，能夠很好的支持本文提出的算法在該實驗平臺上的實現(xiàn)。

第六章三電平NPC逆變器實驗樣機68本實驗樣機系統(tǒng)控制板中的FPGA采用的是MAXII系列的一款EPM1270T144I5N芯片，該芯片低成本、低功耗、瞬時上電、非易失體系結構、能夠提供快速傳播延遲和時鐘到輸出時間、提供四個全局時鐘有兩個時鐘可以從每個邏輯陣列模塊（LAB）、施密特觸發(fā)器能夠容忍噪聲輸入以及總線型架構，因此可以方便的對三電平NPC逆變器的每個開關管進行控制。6.2.3電源電路電源電路主要給其他電路提供能量，其中驅動電路的工作電壓為12V，采樣電路以及DSP和FPGA芯片的工作電壓為5V，電源電路輸入電壓為24V。電源電路芯片LM2596電源芯片輸出5V固定電壓給DSP和FPGA供電，它是單片集成電路，可為降壓提供所有有源功能。電源電路芯片URA2415D-30WHR2主要給電流、電壓傳感器提供15V電壓，它能夠很好的調節(jié)輸出電壓和輸出紋波噪聲且輸入電源的電壓范圍寬。URA2412D-30WHR2主要為開關管提供12V的電壓供電。圖6.3電源電路Figure6.3powercircuit6.2.4采樣電路電流采樣電路的原理圖如圖6.4所示，其主要器件為ACS712ELC-05B電流傳感器，它具有低噪音模擬信號路徑、可通過新的濾波引腳設置器件帶寬、極穩(wěn)定的輸出偏置電

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]電動汽車用感應電機削弱振動和噪聲的隨機PWM控制策略[J]. 劉和平,劉慶,張威,苗軼如,劉平.  電工技術學報. 2019(07)
[4]一種零序注入的三電平中點鉗位型變換器中點電位平衡控制策略[J]. 陳兮,黃聲華,李炳璋,吳芳.  電工技術學報. 2019(02)
[5]三電平逆變器電解電容損耗與可靠性研究[J]. 李健瑞,陳權,胡存剛,陳敏.  電力電子技術. 2019(01)
[6]基于混合電壓矢量預選的逆變器模型預測共模電壓抑制方法[J]. 郭磊磊,韓東許,芮濤.  電力自動化設備. 2019(01)
[7]多功能并網(wǎng)逆變器的控制與柔性定制策略研究[J]. 江友華,鄒明強,陳江偉,曹以龍.  電力電子技術. 2018(12)
[8]應用于模塊化多電平變頻器的電容電壓脈動抑制技術綜述[J]. 王澤,張凱,陳濟民,廖凱文,劉萬勛.  電工技術學報. 2018(16)
[9]一種N相中點鉗位型三電平逆變器的PWM策略[J]. 姜衛(wèi)東,李勁松,王金平,李來保,翟飛.  電工技術學報. 2019(10)
[10]三電平逆變器同步不連續(xù)空間矢量調制輸出電流優(yōu)化策略[J]. 谷鑫,劉潮,張國政,史婷娜,夏長亮.  電工技術學報. 2019(05)

博士論文
[1]多電平二極管箝位型逆變器PWM控制方法及相關問題的研究[D]. 胡存剛.合肥工業(yè)大學 2008
[2]電壓型多電平變換器若干關鍵技術研究[D]. 陳權.合肥工業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]風電變流器中直流側電容可靠性評估及其提高措施的研究[D]. 薛賽.重慶大學 2017
[2]三電平ANPC逆變器中點電壓和損耗分布平衡的研究[D]. 馬大俊.安徽大學 2017
[3]三相變流器中直流母線電容的狀態(tài)監(jiān)測技術研究[D]. 吳宇.重慶大學 2016
[4]三相電壓型PWM變換器調制方法及電流紋波研究[D]. 王岳東.重慶大學 2016
[5]基于關鍵器件的開關電源壽命預測[D]. 葉英豪.西安電子科技大學 2014
[6]機載電子設備在線可靠性評估與剩余壽命預測方法研究[D]. 王書鋒.南京航空航天大學 2014



本文編號：3592750