论文部分内容阅读
对于二极管钳位型三电平(Neutral-point-clamped,NPC)逆变器而言,由于其自身特殊的拓扑结构造成自身许多与生俱来的缺点主要有:其一,直流侧母线电容电压会发生偏移,进而造成同一桥臂不同开关管受压不均衡,对输出波形质量和自身功率器件造成一系列严重影响,其二,上电之后有共模电压产生也即零序电压,共模电压的存在严重影响电机使用寿命,造成周围电磁干扰、造成触电事故等一系列危害[1]。针对三电平NPC逆变器自身缺点造成的母线侧中点电压偏移问题,本文提出两种有效控制方法,第一,从基于载波调制方式的这一控制策略出发,提出一种双调制波调制策略解决直流侧中点电压偏移的问题,实际上是通过调整开关状态“O”来调节母线侧电流,这种策略相比传统载波调制方法,不受负载功率因素影响,可以做到全程可调;第二,通过研究空间矢量调制方法(space vector pulse-width modulation,SVPWM),对传统调制方法进行改进,提出了一种以反馈电容电压偏移量大小来实时计算出所需冗余小矢量N型和P型作用时间和使用对数之调制方法,不仅做到了使中点电容电压达到平衡而且最大程度减小了开关频率。基于此分别对以上两种控制策略在Matlab/simulink环境下进行建模仿真,仿真结果证明以上两种方法在理论上都是可行且有效的,为了使以上两种控制方法进一步在实际工程中得到验证,本文设计了一款2KW小功率三电平NPC逆变器样机,通过DSP2812控制IC编写程序进行实物硬件验证,在实际上电过程之前分析了死区时间对输出电压电流波形的影响,提出了一种补偿死去时间的具体解决方法,来达到使实验结果更加逼近理论仿真,其后实验结果证明了不管是基于载波控制的控制策略还是基于空间矢量控制的方法在实物上都是正确且有效的。针对三电平NPC逆变器的共模电压问题,本文分析了三电平NPC逆变器共模电压产生的具体原因,实际上共模电压是由一些特定的矢量造成的,通过Matlab/simulink进行理论仿真,仿真结果证明所提出的理论推导是正确的,最后提出了一些实际抑制共模电压问题之有效解决方法。