声明
1 绪论
1.1课题研究背景及意义
1.2多电平变换器的研究现状
1.2.1 传统多电平拓扑
1.2.2 衍生拓扑
1.3模块化多电平变换器的研究现状
1.3.1 MMC相对于传统多电平结构的优势
1.3.2 MMC的桥臂连接方式变化
1.3.3 子模块拓扑
1.3.4 调制策略
1.3.5 控制策略
1.4模块化多电平变换器用于电机传动场合的问题研究
1.5新型钳位五电平结构的研究现状
1.6低开关频率调制策略的影响研究
1.7本文的研究内容
2 MMC运行原理及低频脉动抑制思路探讨
2.1 MMC的运行机理
2.1.1 桥臂电压归一化的选择
2.1.2 间接调制时电路状态量的迭代过程
2.2不同子模块、不同调制策略下MMC的运行特征
2.2.1 FB-MMC的运行特征
2.2.2 不同调制策略下MMC的运行特征
2.3电容电压一次脉动的特征和抑制思路探讨
2.4高频注入法及其改进形式
2.4.1 典型高频正弦波注入
2.4.2 降低器件电流应力
2.4.3 改进注入法使其应用于全速度范围
2.4.4 减小输出共模电压
2.4.5 其他改进型MMC中的注入法
2.4.6 改进共模电压和电流的注入形式
2.5功率通道法
2.6变模式运行法
2.6.1 变直流母线
2.6.2 准两电平运行模式
2.8本章小结
3 基于改进型MMC和新型功率通道的电容电压脉动抑制策略
3.1.1 运行原理
3.1.2 高频电流通路以及一次功率补偿机理
3.1.3 控制框图
3.1.4 仿真验证
3.2基于三电平三端口功率通道的电容电压脉动抑制策略
3.2.1 运行原理
3.2.2 两端口三电平DAB的电路分析
3.2.3 软开关范围
3.2.4 三端口DAB的控制策略
3.2.5 仿真验证
3.2.6 基于改进型功率通道的MMC的实际应用讨论
3.3本章小结
4 背靠背MMC脉动抑制策略及其在机车牵引传动中的应用研究
4.2基于背靠背MMC结构的牵引变流器
4.3网侧MMC工作原理与控制策略
4.3.1 数学模型
4.3.2 直流侧二次脉动抑制
4.3.3 整体控制器设计
4.4 逆变侧MMC的工作原理与控制策略
4.4.1 运行原理
4.4.2 变频运行时的电容电压平衡策略
4.5两级MMC的联合运行
4.5.1 直流母线的控制
4.6仿真和实验验证
4.7 BTB-MMC的极低频运行方案
4.7.1 工作原理描述
4.7.2 切换过程中的控制策略
4.7.3 仿真和实验验证
4.8 BTB-MMC的工程应用优势比较
4.8.1 BTB-MMC牵引变流器的其他工程实现问题讨论
4.9本章小结
5 新型混合钳位五电平及其在传动场合的问题研究
5.1混合钳位拓扑的演变规律
5.1.1 五电平钳位结构的推演示例
5.1.2 5L-HC的拓扑优势
5.2 5L-HC的基本工作原理
5.3电容纹波分析
5.3.1 悬浮电容电压纹波
5.3.2 直流侧中间电容电压纹波
5.3.3 直流侧上下电容电压纹波
5.4电容电压的平衡策略
5.4.1 悬浮电容的平衡
5.4.2 直流侧中间电容的平衡
5.4.3 直流侧上下电容的平衡
5.4.4 整机控制框图
5.5.1 仿真验证
5.5.2 实验验证
5.6 5L-HC的实际工业应用问题探讨
5.7本章小结
6 低开关频率调制对多电平变换器的影响研究
6.1谐波交叠机制
6.2谐波交叠在传统变换器中的表现及解决方案
1.在经典的两电平变换器中的表现
2.在3L-NPC和5L-HNPC中的表现
3.在CHB中的表现
6.3谐波交叠在MMC中的表现及解决方案
6.3.1 解决方法
6.3.2 仿真验证
6.4 5L-HC中的谐波交叠现象及其应对
6.4.1 仿真及实验验证
6.5 NNPC和ANPC等新型拓扑中谐波交叠现象的分析
6.6谐波交叠现象总结
6.7高压大功率场合多电平变换器的其他工程实现问题探讨
6.8本章小结
7 总结与展望
7.1全文总结
7.2研究工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录2 攻读博士学位期间参与的项目
