【摘 要】
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21世纪视环保与能源为主题,并且围绕着协调能源开发,资源利用,和环境保护三者之间的关系为基础。中、高压大容量变频调速器是21世纪发展的方向,其在生活中的利用可实现20%节
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21世纪视环保与能源为主题,并且围绕着协调能源开发,资源利用,和环境保护三者之间的关系为基础。中、高压大容量变频调速器是21世纪发展的方向,其在生活中的利用可实现20%节能减排、在工业中可提升系统性能与转化效率、在国家电网中作为综合潮流控制器可降低安全隐患,提高大电网可靠性。中,高压大容量变频调速器的背景下,多电平逆变器成为值得关注的重要研究热点。应用于中、高压大容量环境中的多电平逆变器可实现电平倍频化,降低开关应力、改善输出波形。钳位式多电平逆变器应用广,技术成熟,但其拓扑固有的电容均压/平衡问题一直限制其发展,研究和解决多电平逆变器电容/钳位装置的电压平衡问题具有重大意义。本文整理了多电平逆变器的研究现状,因钳位PUC式逆变器衍生更多电平拓扑结构简单,电压变化率(du/dt)更低,谐波失真更小因此具有良好的发展前景,选取PUC式逆变器作为本文研究目标;建立逆变器拓扑结构的状态空间模型和开关模态数学函数,构建两者的耦合关系;解析PUC式逆变器开关模态,通过改进钳位电容幅值,利用冗余开关实现将电容的平衡控制策略耦合至逆变器控制环节,进而实现自平衡控制;针对自平衡的PUC-5式逆变器的动静态特性,通过建立s域和z域模型下的控制策略模型,分析改进原型重复控制器,对RC控制器进行复合改进,并分析其并联复合控制的内在自耦合,最终实现快速响应的零静差跟踪效果的电容自平衡5电平逆变器构建;最后对该逆变器进行了主电路和外围电路设计,利用TI公司的TMS320F28335芯片作为控制部分,搭建了PUC-5式逆变器的电容自平衡逆变系统。
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