當(dāng)前社會(huì)處于高速、高質(zhì)量發(fā)展的大環(huán)境下,傳統(tǒng)燃油汽車雖然服役了幾個(gè)世紀(jì)但其對(duì)環(huán)境存在污染以及消耗化石燃料等不可再生資源的缺點(diǎn)越來(lái)越明顯。電動(dòng)汽車憑借其高效節(jié)能以及環(huán)保的理念得到廣泛關(guān)注和期許。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)屬于電動(dòng)汽車性能中非常重要的部分,而逆變器又是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵。三電平逆變器擁有比兩電平逆變器更高耐壓、更低損耗、更低諧波和電磁干擾的特點(diǎn),但是需要解決由于死區(qū)時(shí)間插入導(dǎo)致的逆變器輸出波形畸變問題。本文主要圍繞三電平逆變器死區(qū)畸變效應(yīng)展開研究。本文在深入分析三電平T型逆變器結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)導(dǎo)致三電平T型逆變器輸出畸變的諸多原因包括死區(qū)時(shí)間、開關(guān)管壓降和寄生電容等因素進(jìn)行了細(xì)分量化并且考慮了中點(diǎn)電位波動(dòng)因素的影響。在對(duì)端電壓進(jìn)行系統(tǒng)建模分析的前提下,基于伏秒平衡原理推導(dǎo)了針對(duì)三電平T型逆變器的補(bǔ)償電壓表達(dá)式。對(duì)NTVPWM調(diào)制算法引起中點(diǎn)電位波動(dòng)原因進(jìn)行了說(shuō)明并分析了中點(diǎn)電位波動(dòng)對(duì)端電壓的影響。利用NTVPWM調(diào)制特性,論文提出對(duì)逆變器輸出端電壓采樣進(jìn)行電流極性檢測(cè)的方法能夠準(zhǔn)確判斷電流極性。針對(duì)補(bǔ)償時(shí)間獲取問題,提出三電平逆變器通用的雙閾值法采樣得到實(shí)際端電壓占空比進(jìn)而獲取補(bǔ)償時(shí)間... 

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中點(diǎn)箝位型三電平逆變器

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-點(diǎn)電位波動(dòng)的現(xiàn)象。然而由于電容容值較大且需要數(shù)量較多，使得這種結(jié)構(gòu)的成本較高，不太適用于電動(dòng)汽車。飛越電容型逆變器結(jié)構(gòu)如圖1-2。UdcPu1u2u3u412341234123412344321CaCbCc圖1-2飛越電容型三電平逆變器(3)獨(dú)立電源H橋型結(jié)構(gòu)獨(dú)立電源H橋型三電平逆變器關(guān)鍵特征在于獨(dú)立電源和H橋級(jí)聯(lián)。獨(dú)立電源在于三相不再使用同一電源供電，而是使用三個(gè)相同規(guī)格的電源分別供電。H橋級(jí)聯(lián)在于利用傳統(tǒng)兩電平逆變器H橋結(jié)構(gòu)經(jīng)過簡(jiǎn)單的并聯(lián)和串聯(lián)從而使得三相輸出端電壓存在三種電平的現(xiàn)象。如圖1-3所示，獨(dú)立電源H橋型結(jié)構(gòu)可以作為多電平逆變器的子模塊，只需在三相橋臂上繼續(xù)串聯(lián)疊加H橋單元。文獻(xiàn)[10]基于單相三電平H橋型逆變器提出一種新的磁滯電流控制方法，可以選擇適當(dāng)?shù)拈_關(guān)狀態(tài)以克服死區(qū)效應(yīng)。然而即使這種結(jié)構(gòu)輸出畸變程度較低但是由于需要配備三個(gè)電源，極大增加了實(shí)驗(yàn)成本，同時(shí)因?yàn)檎紦?jù)空間較大難以裝配到電動(dòng)汽車上。圖1-3級(jí)聯(lián)型三電平逆變器1.2.2三電平逆變器調(diào)制策略現(xiàn)狀調(diào)制策略是依據(jù)某種原理有規(guī)律的開關(guān)IGBT來(lái)獲取目標(biāo)端電壓占空比，進(jìn)而根據(jù)沖量相等原理獲取三相正弦電壓的特殊方法[11]。先進(jìn)的調(diào)制策略能夠在不改變逆變器和電機(jī)結(jié)構(gòu)的前提下極大程度地提高逆變器效率，改善電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象。兩電平逆變器作為所有逆變器的基礎(chǔ)，研究三電平逆變器時(shí)首先需要對(duì)兩電平逆變器進(jìn)行分析。兩電平逆變器調(diào)制策略主要分為三角波比較脈沖寬度調(diào)制又名正弦波脈沖寬度調(diào)制(SinusoidalPulseWidthModulation-SPWM)和空間矢量

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-來(lái)的額外開關(guān)損耗，但是會(huì)增加中點(diǎn)電位波動(dòng)幅度。算法原理類似于將連續(xù)脈寬調(diào)制(CPWM)轉(zhuǎn)化為離散脈寬調(diào)制(DPWM)，即將占空比小于某一值的一相直接不導(dǎo)通而占空比大于某一值的一相直接不關(guān)閉[22,23]。圖1-8VSVPWM扇區(qū)1內(nèi)電壓矢量圖[19]1.2.3三電平逆變器輸出畸變的原因三電平逆變器輸出畸變的原因大體上與兩電平逆變器相同。對(duì)于兩電平逆變器輸出非線性特性研究人員進(jìn)行了大量研究，基本上都大致包含以下原因(1)由于插入死區(qū)時(shí)間造成的逆變器輸出畸變；(2)由于PC端產(chǎn)生PWM信號(hào)到達(dá)逆變器IGBT門極的時(shí)間延遲；(3)由于逆變器中IGBT自身的導(dǎo)通和關(guān)斷延遲[24]；(4)由于逆變器中IGBT和反向續(xù)流二極管的導(dǎo)通壓降；(5)由于逆變器中IGBT存在并聯(lián)寄生電容對(duì)端電壓邊沿的影響[25,26]；死區(qū)時(shí)間插入會(huì)導(dǎo)致理想端電壓占空比和實(shí)際端電壓占空比存在長(zhǎng)度達(dá)到死區(qū)時(shí)間的差異；信號(hào)傳遞延遲不可避免，但基本也是屬于納秒級(jí)別的影響；IGBT自身的導(dǎo)通和關(guān)斷延遲是因?yàn)殡娏﹄娮悠骷皇抢硐氲臒o(wú)法瞬間導(dǎo)通和關(guān)斷，從而造成的拖尾效應(yīng)在許多文獻(xiàn)中都有研究；IGBT和反向續(xù)流二極管的導(dǎo)通壓降則對(duì)實(shí)際端電壓的幅值存在影響，由于開關(guān)器件存在壓降使得實(shí)際端電壓幅值不等于理論端電壓幅值；寄生電容的影響則是主要存在于死區(qū)時(shí)間內(nèi)當(dāng)IGBT全部關(guān)斷的情況下并聯(lián)在IGBT兩端的寄生電容會(huì)存在充電和放電的情況，這主要會(huì)對(duì)實(shí)際端電壓高電平持續(xù)時(shí)間造成影響。針對(duì)三電平T型逆變器在考慮上述因素前提下需要特別關(guān)注中點(diǎn)電位波動(dòng)對(duì)逆變器輸出畸變的影響[27-29]。1.2.4三電平逆變器死區(qū)補(bǔ)償現(xiàn)狀分析三電平逆變器波形正弦度優(yōu)于兩電平因而被廣泛應(yīng)用[30]，但無(wú)論采用何種逆變器種類，二極管箝位型三電平T型逆變器，還是三電

【參考文獻(xiàn)】：
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