新型多電平變換器拓撲結構與調(diào)制算法研究.pdf

1、在電力電子領域,尤其是在大功率應用場合,多電平變換器受到越來越多的關注,得到越來越廣泛的應用。相較于傳統(tǒng)兩電平變換器,多電平變換器隨著電平數(shù)的增加,輸出波形更接近正弦波,具有更好的諧波頻譜,并且每個開關器件承受的電壓應力也比較小。
　　本文在分析傳統(tǒng)多電平拓撲結構優(yōu)缺點的基礎上,提出了一種新型級聯(lián)型多電平拓撲結構。在每個級聯(lián)H橋單元使用不同變比的變壓器,通過設置變壓器的變比來實現(xiàn)多電平的輸出,且這些H橋單元共用一個直流電源。此新型

2、拓撲結構解決了傳統(tǒng)級聯(lián)多電平逆變器在實現(xiàn)較多電平時需要大量直流電源、開關管及輔助器件的問題,同時變壓器的短路阻抗使輸出波形更接近正弦波。在電網(wǎng)為單相220V時,采用三個H橋級聯(lián),變壓器變比分別為9:1、3:1、1:1,輸出27電平;在電網(wǎng)為三相35kV電網(wǎng)時采用四個H橋級聯(lián),變壓器變比分別為1:1、1:3、1:9、1:27,輸出81電平。對這兩種拓撲結構的工作原理進行詳細的理論分析,同時搭建仿真模型,以驗證兩種拓撲的有效性。
　　

3、常見的多電平調(diào)制策略歸納起來有:載波層疊法、載波相移法、空間矢量調(diào)制法、開關頻率優(yōu)化調(diào)制法、優(yōu)化階梯波寬度調(diào)制法。本文將對這些調(diào)制策略進行簡單介紹和分析,并在此基礎上提出一種基于FPGA的調(diào)制算法,該算法適用于輸出較多電平的拓撲結構,與經(jīng)典調(diào)制算法相比其復雜性低,適應性強。詳細介紹了采用verilog語言編程實現(xiàn)27電平的輸出過程,輸出的27電平階梯波能跟隨電網(wǎng)頻率的變化。
　　本文最后在對拓撲結構及基于FPGA的調(diào)制算法的理論分