三相四桥臂逆变器的三维空间矢量调制策略研究

摘要

随着工业传动、轨道交通领域伴随着现代电力电子技术的迅速发展，对逆变电源系统的性能要求日益提高。三相四桥臂逆变器因其结构紧凑、体积重量小并具有良好的带不平衡负载能力而备受关注。本文对基于三维空间矢量调制策略（3D-SVPWM）的三相四桥臂逆变器进行了深入研究。　　论文首先概述了逆变技术的发展趋势，比较分析了几种三相四线制逆变器的拓扑结构。基于对称分量法和坐标变换相关理论，对三相四桥臂逆变器的数学模型进行了推导，分析了三相电压不平衡产生的原因并提出了三种控制策略，重点研究基于相序分解原理的电压电流双闭环PI控制策略。　　论文接着归纳总结了几种三相四桥臂逆变器调制策略，重点研究基于a-b-c坐标系下的三维空间矢量调制策略。在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了三相四桥臂逆变器仿真模型，并进行了开环、闭环仿真，验证了模型的正确性与控制算法的有效性。　　论文最后采用T MS320C6713 DSP控制芯片编写控制程序，基于RT-Lab实时仿真器搭建了三相四桥臂逆变器半实物仿真平台。分别在三相带平衡负载、三相带不平衡负载以及三相带混合型线性负载的工况下进行系统试验，试验结果证明了控制系统设计的正确性以及控制策略的有效性。

目录

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第一章 绪论

1. 1课题研究背景与意义

1. 2逆变技术发展趋势

1. 3三相四线制逆变器主电路拓扑结构

1. 4本文的主要研究内容

第二章 三相四桥臂逆变器数学建模与控制策略

2. 1三相四桥臂逆变器数学建模

2. 2三相逆变器控制方法概述

2. 3三相四桥臂逆变器控制策略

2. 4本章小结

第三章 三相四桥臂逆变器三维空间矢量调制策略

3. 1三相四桥臂逆变器调制策略

3. 2基于α-β-γ坐标系下的三维空间矢量调制算法

3. 3基于a-b-c坐标系下的三维空间矢量调制算法

3. 4本章小结

第四章 三相四桥臂逆变器离线仿真

4. 1离线仿真模型的建立与参数的选择

4. 2开环系统仿真

4. 3闭环系统仿真

4. 4本章小结

第五章 三相四桥臂逆变器半实物仿真平台设计

5. 1系统组成及其主要功能

5. 2控制程序设计与实现

5. 3半实物仿真平台构建

5. 4 本章小结

第六章 试验与分析

6. 1三相带平衡负载试验

6. 2三相带不平衡负载试验

6. 3三相带混合型线性负载试验

6. 4本章小结

第七章 总结与展望

7. 1总结

7. 2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况

致谢