三電平逆變器研究

電氣工程論文編號:DQ131   論文字數(shù):15606,頁數(shù):42

目 錄
摘要…………………………………………………………………………… .……………...... II
Abstract……………………………………………………………………….……………...... III
1  前言…………………………………………………………………………………....………1
1.1  多電平逆變器產(chǎn)生的背景……………………………………………………....………1
1.2  多電平逆變器的分類和基本工作原理…………………………………………....……2
1.3  本論文的主要研究內(nèi)容…………………………………………………………....…...5
2  兩電平逆變器…………………………………………………………………….…...…….6
2.1  三相兩電平逆變器結(jié)構(gòu)特點……………………………………………………...…….6
2.2  三相兩電平逆變器的PWM簡介………………………………………………....…….6
3  鉗位式三電平逆變器……………………………………………………………....………8
 3.1  二極管鉗位式三電平逆變器……………………………………………………....…...8
  3.1.1  二極管鉗位式三電平逆變器的基本結(jié)構(gòu)和原理………………………....……8
  3.1.2  SPWM狀態(tài)分析……………………………………………………..………...10
  3.1.3  二極管鉗位式三電平逆變器的特點………………………………..…………11
  3.1.4  三相二極管鉗位三電平逆變器…………………………………………..……11
  3.1.5  三相二極管鉗位三電平逆變器的SPWM研究…………………………...…..13
 3.2  中點電位平衡的研究…………………………………………………………..……...14
  3.2.1  中點電位不平衡的原因及危害………………………………………..………15
  3.2.2  直流側(cè)電容電壓的平衡方法…………………………………………..………15
4  級聯(lián)式三電平逆變器…………………………………………………………..………....17
 4.1  級聯(lián)式三電平逆變器的結(jié)構(gòu)與特點………………………………………..………...17
 4.2  三相級聯(lián)式三電平逆變器…………………………………………………..………...20
  4.2.1  2H橋級聯(lián)的PWM研究分析……………………………………...…………...22
5  逆變器的SIMULINK仿真………………………………………………..……………24
 5.1  MATLAB/SIMULINK簡介…………..……………………………………….…………...24
 5.2  各逆變器仿真對比簡析………………………………………………….…………...24
  5.2.1  各逆變器主電路對比…………………………………………………………..25
  5.2.2  各逆變器PWM電路圖對比……………………………………………………26
  5.2.3  各逆變器輸出電流和電壓波形對比…………………………………..………28
  5.2.4  各三相異步電機的電流、轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩對比…………………........………29
 5.3  對比總結(jié)…………………………………………………………………………....…33
6  總結(jié)………………………………………………………………………………......………35
 6.1  總結(jié)………………………………………………………………………....…………35
 6.2  展望………………………………………………………………………........………35
致謝……………………………………………………………………………………….....……37
參考文獻…………………………………………………………………………………......….38

摘要

 多電平逆變器中每個功率器件承受的電壓較低，因此可以用低耐壓的功率器件實現(xiàn)高壓大容量逆變器。且采用多電平變換技術(shù)可以顯著提高逆變器輸出電壓的質(zhì)量指標。因此，隨著功率器件的不斷發(fā)展，采用多電平變換技術(shù)將成為實現(xiàn)高壓大功率逆變器的重要途徑和方法。
 本文首先對電力電子技術(shù)的發(fā)展和多電平逆變器的發(fā)展狀況進行了描述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎(chǔ)上對三電平逆變器進行了研究，綜合比較了三電平逆變電路兩種典型拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點；介紹了二極管鉗位型三電平逆變器和級聯(lián)型三電平逆變器，分析了二極管鉗位型逆變器和級聯(lián)型三電平逆變器相對于傳統(tǒng)兩電平逆變器的優(yōu)點，體現(xiàn)了課題研究的重要意義。
 最后通過MATLAB/SIMULINK的來建立仿真模型，對三電平逆變器進行仿真，對主電路、PWM信號產(chǎn)生電路、電流與電壓采樣電路、IGBT驅(qū)動及保護電路進行了分析研究。
 
關(guān)鍵詞： 兩電平逆變器、三電平逆變器、仿真、鉗位式、級聯(lián)式
 
Abstract
 
  In multi-level inverters, the voltage stress of each power device is relatively lower. That is suitable to realize the high voltage and large capacity inverters with the low voltage resistant power devices. And it is possible to enhance the quality of inverter’s output voltage obviously by using multi-level inverter. Therefore, with the development of power devices, the multi-level converter technology has been an effective approach for inverters to achieve high voltage and large power.
  Initially, summing up the development prospect of power electronic technology and the development status of multilevel inverter control technology. Based on the principle of two-level inverter, three-level inverter is studied on and the advantages and disadvantages of the three-level inverter’s two canonical topology structure are comprehensively compared. The three-level inverter with diode clamped is introduced, which is analysised about advantages to the two-level inverter. It embody the important significance of the subject research.
 In the end, by founding MATLAB/SIMULINK model. Analysis the main circuit、electrify cushion circuit、PWM signal generate、current and voltage sampling、IGBT drive and protect circuit.
 
Key words: Two-level inverter, Three-level inverter, Simulation, Clamped type, Cascaded