单直流电源级联多电平逆变器分析与设计(2)

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3.2 普通级联多电平逆变器结构与输出电压 21

3.2.1普通级联多电平逆变器结构 21

3.2.2普通级联多电平逆变器输出电压特性 22

3.3 单直流电源级联多电平逆变器 25

第四章单直流电源级联多电平逆变器的控制策略 27

4.1 CPS-SPWM 调制策略 27

4.1.1 传统的 PWM 调制方法 27

4.1.2 载波相移 SPWM 调制策略 29

第五章单直流电源级联多电平逆变器的仿真 33

5.1 开环单直流电源级联多电平逆变器的仿真 33

5.1.1 滤波电路的设计 33

5.1.2 开环仿真波形 35

5.2 闭环单直流电源级联多电平逆变器的仿真 36

5.2.1 PI调节器 37

5.2.2 反馈闭环电路的参数设计 38

5.3 闭环电路输出波形分析 38

结论 40

致谢 41

参考文献 42

第一章绪论

1.1多电平逆变器的产生与发展背景

多电平逆变器是以高压交流电动机变频调速系统，直流输电，无功补偿，电力有源滤波等领域的发展，能源危机，环境严重污染引起的世界各国对节能技术与环保技术的关注，及轨道交通快速发展的需求为背景的。论文网

1）．电力系统的需求

伴随着经济的高速发展，用电需求的不断增加，电力系统的负载不断增大，市电电网的电压波形和电流波形存在严重的质量问题。造成这些的主要原因有两点。第一，由于市电电网的高度复杂性，如容量不足，输变电设备和配电设备的性能及质量问题，各种用电设备的设置不合理，各种设备的相互影响等造成的电能质量的恶化会给用户带来很大的损失。第二，用户负载中的变压器、电动机、电力电子电源、荧光灯的大量应用，也会引起谐波和无功功率的大量产生，不仅对市电电网产生严重的污染，也增大了市电电网的负担。在我国由于工业与能源发展的不平衡性，东部用电量大但能源少，西部用电量小但能源多。因此我国电网规模超大，距离超长，传输容量大；拥有水力，火力发电中心；拥有超重负载中心；能源中心与负载中心联系十分薄弱；交直流混合输电，多种控制设备混合联网等特点。这些特点造成了我国电网可能存在严重的安全问题，国民的生活可能面临着巨大的挑战。为了提高电力系统的安全性，控制能力和输电能力，人们在上个世纪八十年代提出了柔性交流输电系统的概念，其本质就是将高压大功率电力电子技术与现代控制技术应用到电力系统中，从而增强电力系统的输电能力和控制能力，治理电力系统的无功功率和谐波污染。实践证明在电力系统中加装无功功率补偿器，有源滤波器等设备是非常有效的方法，而这些设备都需要高压大功率逆变器，是电力系统发展的必然趋势。

2）．高压大功率交流电机变频调速的需求源[自[751``论`文]网·www.751com.cn/

在我国发电量的一半以上用于驱动电动机做功，其中超过90％是交流电动机，且大部分是直接恒速拖动，所以每年的电能浪费巨大，损耗惊人。节能减排是现代工业技术改革的一个重点，传统直流电动机调速技术已不能满足这一要求，交流变频调速技术正在迅速发展．交流电动机调速系统的应用不仅可以节能减排，还可以改善系统整体性能，改善工艺条件，提高效率，提高产品质量。由于传统逆变器的固有特点，如效率低，EMI大，开关频率高，使其不适合高压大功率应用。因此必须研究多电平逆变器。