基于級聯(lián)H橋的中壓變頻器優(yōu)化研究.pdf

1、近年來隨著電力電子裝置在中高壓、大功率場合廣泛的應(yīng)用，多電平功率變換技術(shù)逐漸成為研究熱點。在多電平變換技術(shù)中，最早出現(xiàn)二極管鉗位型及飛跨電容型多電平兩種電路拓?fù)?。由于這兩種拓?fù)潆S著輸出電平數(shù)目增多，半導(dǎo)體器件及電容的數(shù)目也急劇增加；且該類拓?fù)涞目刂葡到y(tǒng)設(shè)計及電容平衡問題也會隨著電平數(shù)的增多而變得更加復(fù)雜，難以設(shè)計。因此，這類拓?fù)湟仓贿m用于在中低壓系統(tǒng)中。隨著大功率電路模塊化集成化的迅速發(fā)展，串聯(lián)模塊的想法應(yīng)運而生，從而出現(xiàn)了級聯(lián)多電平結(jié)

2、構(gòu)。本文就是圍繞著級聯(lián)結(jié)構(gòu)在中壓變頻技術(shù)應(yīng)用展開研究。
　　由于級聯(lián)的功率模塊拓?fù)洳灰粯?，可分為傳統(tǒng)H橋模塊，T型模塊，二極管鉗位型模塊和矩陣變換器模塊等。本文先分析了近年來基于不同功率模塊級聯(lián)結(jié)構(gòu)中壓變頻器的各自的優(yōu)劣性。并在MATLAB/Simulink給出了相應(yīng)仿真結(jié)果進(jìn)行論證。通過比較，最終選擇在工控行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的級聯(lián)H橋多電平拓?fù)渥鳛楸疚牡难芯繉ο?，并說明其在中壓變頻應(yīng)用場合中的優(yōu)勢。
　　針對目前在H橋模塊

3、直流環(huán)節(jié)電壓紋波問題在不影響中壓網(wǎng)側(cè)電流的前提下提出相關(guān)的優(yōu)化策略。文中先是分析了引起直流環(huán)節(jié)電壓波動的原因；其次，基于三相PWM整流器的有源前端電路的控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的優(yōu)化分析，并提出用輸出功率中的波動分量來優(yōu)化模塊內(nèi)直流電壓紋波；最后，在控制系統(tǒng)中實現(xiàn)變頻器的功率回饋的四象限功能。此外，文中還給出了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，并在兩象限中壓級聯(lián)H橋拓?fù)渲羞M(jìn)行了多電平調(diào)速仿真驗證。同時，也進(jìn)行了四象限的中壓變頻調(diào)速的仿