一种新型的三电平SVPWM控制策略

摘要

近年来在电力传动领域三电平中压变频器的开发得到了广泛关注,三电平逆变器使得电压型逆变器的大容量化成为可能,研究和开发三电平逆变器,无论在技术上还是在实际应用上都有十分重要的意义。论文介绍了两电平逆变器的工作原理,在此基础上研究三电平逆变器。论文研究了三电平逆变器的空间电压矢量调制技术,对三电平逆变器空间电压矢量调制算法进行了改进,引进了大扇区和小三角形的判断方法,并详细推导了该调制算法的计算公式。论文分析了三电平逆变器直流侧电容电压不平衡产生的原因,采用了一种结合中点电位来确定开关矢量作用顺序的新型的PWM控制策略,能自动平衡直流侧中点电位。对三电平逆变器的过调制技术进行了研究,采用了一种对输出电压在过调制区连续可调的过调制方法,并将该方法融入论文的SVPWM控制策略,扩大了三电平逆变器输出电压范围。采用MATLAB仿真,验证了这种新型SVPWM控制策略的正确性和可行性。论文构建了以TMS320LF2407A数字信号处理器为核心的控制平台和三电平逆变器实验平台,编制了实现新型的SVPWM控制策略的应用程序。实验结果验证了新型的SVPWM控制系统的可行性。

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 概述

1.1 引言

1.2 多电平逆变器技术发展

1.2.1 传统大功率逆变电路

1.2.2 新型多电平电压型逆变器

1.3 PWM 控制技术

1.4 本课题的目的和内容

第2章 两电平逆变器及其控制

2.1 两电平逆变器工作原理

2.2 两电平 SVPWM 基本原理

第3章 三电平逆变器的SVPWM 算法

3.1 三电平逆变器的特点

3.2 三电平逆变器的控制要求

3.3 三电平逆变器 SVPWM 算法

3.3.1 三电平 SVPWM 原理

3.3.2 三电平逆变器 SVPWM 合成算法

3.3.3 三电平参考电压矢量的扇区判断

3.3.4 参考电压矢量的位置确定

3.3.5 三电平 SVPWM 作用顺序

3.4 基于 SVPWM 的三电平逆变器中点电位控制

3.4.1 三电平逆变器中点电位不平衡分析

3.4.2 三电平逆变器中点电位控制算法

3.5 三电平 SVPWM 过调制区研究

3.6 本章小节

第4章 系统仿真

4.1 calcu_system 模块

4.2 pwm_timer 模块

4.3 gate-pulse 和pulse 模块

4.4 three-level-gate 模块

4.5 系统仿真结果及分析

第5章 控制系统软硬件及实现

5.1 二极管箝位式三电平逆变器主回路的组成

5.2 驱动电路及电源

5.2.1 驱动电路

5.2.2 电源

5.2.3 驱动电路与开关电源的配置

5.3 检测与保护电路

5.3.1 过流保护电路

5.3.2 PWM 封锁、封锁复位电路

5.3.3 继电器控制电路

5.3.4 PWM 前级驱动电路

5.3.5 中点电位检测电路

5.4 DSP 控制器

5.4.1 TMS320x240xA 系列 DSP 概述

5.4.2 TMS320x240xA 系列 DSP 性能特点

5.4.3 TMS320LF2407AEVM 概要

5.5 系统软件设计

5.5.1 主程序设计

5.5.2 中断程序设计

5.6 实验结果及分析

全文总结

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文