【摘 要】
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三相变流器在新能源发电系统、电气传动等领域应用十分广泛,随着应用中对变流器性能和容量等要求的提高,三相变流器向多电平方向发展。在发展中三相变流器的主电路出现了多种结构,不同主电路结构的三相调制技术之间差别较大,主流的SVPWM在多电平变流器中应用复杂,这就限制了多电平变流器的发展。为了探究三相变流器调制技术,本文针对调制波向占空比转换这一特点,提出了三相变流器调制的数学模型,该模型为满足不等式约束
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三相变流器在新能源发电系统、电气传动等领域应用十分广泛,随着应用中对变流器性能和容量等要求的提高,三相变流器向多电平方向发展。在发展中三相变流器的主电路出现了多种结构,不同主电路结构的三相调制技术之间差别较大,主流的SVPWM在多电平变流器中应用复杂,这就限制了多电平变流器的发展。为了探究三相变流器调制技术,本文针对调制波向占空比转换这一特点,提出了三相变流器调制的数学模型,该模型为满足不等式约束的线性方程组。利用线性方程组基础解系的特点,提取出调制过程中的自由变量,对不等式约束条件进行处理,得到了调制结果的边界,因此这种处理方法具有通用性,从而为三相变流器的调制提出了一种通用的快速算法。本文将这种方法应用于二电平PWM整流器、三电平PWM整流器、VIENNA整流器,通过理论分析和仿真实验证明本文提出的方法是有效的。本文的主要研究工作如下:（1）介绍了二电平变流器在三相静止、两相静止和旋转坐标下的数学模型,并在此基础上介绍了相关的控制算法;分析对比了 SPWM、三次谐波注入的SPWM、SVPWM三种调制技术,并提出了产生精确三次谐波的简化算法。（2）在二电平变流器的调制技术的输入输出关系的基础上,分析调制技术的约束条件并建立相应的数学模型。通过求解线性方程的基础解系,得出一个自由变量的约束条件,建立一个统一的调制模型,并与SPWM、三次谐波注入的SPWM、SVPWM等方法进行了对比。（3）在分析三电平变流器数学模型的基础上,提出了三电平变流器的统一调制模型,由此得出了四个自由变量的求解占空比的不等式组。通过对中心点电压平衡方程的分析,提出了考虑中性点平衡的调制策略,对三电平变流器进行仿真,验证了调制模型和策略的正确性。（4）在三电平变流器模型的基础上,对VIENNA整流器的数学模型进行详细的理论推导,提出了 VIENNA整流器的调制模型。结合中性点电压平衡控制策略提出补偿调制法和统一调制法,通过对比两种方法,得出VIENNA整流器的调制模型和策略;最后通过PSIM仿真来验证其正确性。
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