面向温度均衡的NPC三电平逆变器控制方法研究

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摘 要

Abstract

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第1章 绪 论

1.1 课题的背景及来源

1.2大功率半导体器件发展现状

1.2.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）

1.2.2 集成门极换向晶闸管（IGCT）

1.3 大功率逆变器拓扑结构研究现状

1.3.1 H桥级联型逆变器

1.3.2 二极管钳位型三电平逆变器

1.4 大功率逆变器损耗研究现状

1.5 功率器件结温获取研究现状

1.6 本文主要研究内容

第2章 中点钳位型三电平逆变器脉宽调制方法

2.1 引言

2.2 正弦脉宽调制方法

2.2.1 载波反向调制方法

2.2.2 载波同向调制方法

2.3空间矢量脉宽调制（）方法

2.4 简化SVPWM方法

2.5 本章小结

第3章 中点钳位型三电平逆变器损耗及温度模型分析

3.1引言

3.2 IGBT的开关过程

3.3 功率器件的损耗模型

3.4 功率器件的损耗计算

3.5 功率器件的温度模型

3.6 仿真分析

3.7本章小结

本章致力于NPC三电平逆变器功率器件的损耗模型和温度模型研究。首先以功率器件的开通与关断过程为背景，阐述了IGBT与二极管的损耗模型，结合NPC三电平拓扑结构在简化SVPWM方法下的工作原理，推导出各功率器件的损耗计算公式。对功率器件模块的温度模型进行研究，通过稳态热阻等效电路推导出损耗与结温的关系，并进行仿真分析，验证了损耗与温度模型的准确性，并得出功率器件发热不均衡的结论。

第4章 ANPC三电平逆变器原理及温度控制

4.1 引言

4.2 ANPC三电平逆变器换流路径分析

4.3 传统控制策略损耗计算

4.4 ANPC三电平逆变器改进控制策略

4.5 改进控制策略损耗计算

4.5.1 调制电压为正时的损耗计算

4.5.2 调制电压为负时的损耗计算

4.5.3 总损耗计算

4.6 仿真分析

4.7 本章小结

第5章 硬件平台设计及实验验证

5.1 ANPC三电平逆变器硬件实验平台

5.2 系统程序设计

5.3 ANPC三电平逆变器温度均衡控制实验

5.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢