论文一种单相四象限五电平变换器是关于电平变换器方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关电平变换器作用论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：为了驱动高压大容量电机并将电机制动过程中的能量回馈入电网,提高电能的利用效率,提出了一种单相四象限五电平变换器.针对提出的拓扑结构,分析了变换器的工作模式,并建立了开关模型,并得出了开关脉冲和系统输出电压之间的关系.讨论了变换器不同开关状态下系统的等效电路,提出了一种判断开关状态是否合法的策略.分析了变换器中的电容电压均衡控制问题,提出了一种优化调制策略,给出了开关状态的计算流程图,实现了变换器的多电平输出.建立了实验样机平台,实验结果表明,提出的变换器可实现五电平输出,系统的控制策略和调制算法有效可行.
关键词：H桥；五电平；四象限；脉冲宽度调制；多电平
DOI：10.15938/j.emc.2016.02.007
中图分类号：TM 464
文献标志码：A
文章编号：1007-449X（2016）02-0043-09
0 引言
随着人类社会的不断发展,人们对电能的需求量越来越大.在传动、提升等场合,需要进行大功率能量变换.因此多电平变换器的拓扑、控制算法等研究已经成为了一个热点.同时,在电机制动过程中,如果可以将回馈的能量送入电网,则可以进一步提高电能利用率,省去卸荷负载等装置,节约系统成本.
多电平变换器采用多个电平叠加,可以产生多级电压,从而提高系统总的输出电压等级,提高变换器的功率等级.相对于传统的两电平变换器,多电平变换器具有谐波含量小、正弦度高、dv/dt小等优点,对于提高系统电流谐波特性、提高系统容量、减少滤波器体积等有益.
目前对四象限多电平变换器的研究主要集中在如下几个方面：1）基于二极管钳位型多电平变换器,采用“背靠背”的连接结构,由于当二极管箝位型多电平变换器的电平个数超过3时,箝位电容电压不可控,因此主要结构以三电平居多,且主要用于3kV系统中,如SAMIR K等所述；2）基于级联H桥型变换器,将其中各H桥中的二极管整流器用PWM整流器代替,实现能量双向流动,如高志平等所述,目前国内外很多高压变频器厂家也都采用该方案并有相应产品,其缺点在于需要使用多绕组变压器,系统体积和成本较高；3）基于MMC变换器,并采用“背靠背”连接结构,其主要问题在于低频工作时电容电压波动较大,如LEZANA P等所述；4）基于其他类型的多电平变换器,如飞跨电容箝位、有源中点箝位型变换器,并进行“背靠背”连接.
提出了一种单相四象限五电平变换器拓扑结构,其特点在于,系统采用单相供电,适合于机车牵引、轨道交通等单相供电场合；系统中采用多个H桥模块构成,模块化程度较高,方便维护；系统可以实现五电平输出,因此可以用于6kV及以上的电压场合中.基于该结构,还可以扩展应用在电动汽车、提升机等电机频繁启动制动的场合,在实现对高压大功率系统中电机高性能控制的同时,达到减少能量浪费,提高能量利用率的目的.
1 拓扑结构分析
提出的变换器连接图如图l所示,其中A、B、C三相分别由模块A、模块B和模块C构成.电源侧为单相交流电.
以图1中A相变换器为例,利用16个IGBT构成4个H桥,各IGBT的驱动信号分别用K1-K16表示,两个电容电压分别用Udc1和Udc2表示,正常运行时,二者应基本保持相同.在电源侧,模块A的输出经滤波电感后和电网相连.
在运行过程中,假设两个电容电压均等于Udc则模块A的网侧、负载侧的输出电压均有5种,分别为-2Udc、-Udc、Udc和2Udc,因此逆变器具有多电平输出能力.
为了分析不同开关状态下模块A的工作过程,现仅考虑K1～K4和K9-K12,其余IGBT全部断开.以第k个IGBT为例,其中k为自然数且l≤k≤16,若IGBT导通,则Kk等于1,否则Kk等于0.且运行过程中,每个桥臂的两个IGBT工作在互补状态.
于是可得电源侧A和Nl之间的电压为
UA-N1等于（K1-K3+K9-K11）Udc.
（l）
根据图1中的连接关系还可以得知,K3、K9的开关状态会改变Udc1和Udc2的连接关系.具体来说,共可以产生甲、乙、丙和丁四种连接关系,其等效电路如图2所示.
图2中所示的4种连接关系中,甲种关系为Udc1负极和Udc2负极相连；乙种关系为Udc1负极和Udc2正极相连；丙种关系为Udc1正极和Udc2负极相连；丁种关系为Udc2正极和Udc2正极相连.
表1给出了不同工况下UA-N1的取值以及由此产生的两直流电容的连接关系.可以看出,对于同一种输出电压,存在多种冗余开关状态可以选择,这为变换器的电容电压均衡控制提供了可能.
负载侧U和N2之间的电压UU-N2如式2所示.表2给出了不同工况下UU-N2的取值以及由此产生的两直流电容的连接关系.
UU-N2等于（K5-K7+K13-K15）Udc.
总结:本文关于电平变换器论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
参考文献：
1、 两级式单相光伏并网系统的最大功率点跟踪控制策略 摘要：为在光伏并网发电系统中通过应用最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）技术提高光伏电池的利用。
2、 电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略 摘要：为了研究单相链式STATCOM（static synchmnous compensator）对电气化铁路电能质量问题的治理情况，在建立单相。
3、 五种PWM方式对直流无刷电机系统换相转矩脉动影响 摘要：针对永磁直流无刷电机（bru$hless DC motor，BLDCM）转矩脉动问题，基于两相导通星形三相六状态工作方式的永磁直流无刷电机。
4、 一种环形网络的可扩展流水仲裁器设计 摘要：对环形网络的仲裁器结构进行研究，提出了一种可扩展流水仲裁器结构，能够同时完成通信缓冲和通信链路的分配 对14个通信节点互连进行了建模模拟，。
5、 一种按压止动式风筝绕线器 申请号：CN201720501380 6技术领域本实用新型涉及机械零件技术领域，具体为一种按压止动式风筝绕线器。背景技术放风筝是一种比较。
6、 故事告诉你管理者五种能力 深远的“洞察力”胡老头之所以将县长及公安局长所问的事情回复得准确而又令他们惊诧，关键是胡老头具备了深远的洞察力。面对信息时代的海量信息，如何。