【摘 要】
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三电平功率拓扑在光伏、风电领域已经获得了广泛的应用。该拓扑具有高耐压、低损耗和高开关频率等特点。其中效率的提高能够有效增加发电量,提高设备功率密度。同时,由于三电
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三电平功率拓扑在光伏、风电领域已经获得了广泛的应用。该拓扑具有高耐压、低损耗和高开关频率等特点。其中效率的提高能够有效增加发电量,提高设备功率密度。同时,由于三电平拓扑较低的du/dt,电流纹波小,进而使得系统可以使用感值更小的电抗器,成本也能得到进一步的下降。本文基于对三电平拓扑硬件的研究,将三电平拓扑应用于永磁同步电机驱动中,研究了背靠背三电平永磁同步电机驱动的空间矢量调制、PWM整流器控制、电机FOC控制以及中点电位平衡控制等内容。对基于二阶广义积分器的软件锁相环,PI控制器参数设计,LCL滤波器参数设计,有源以及无源阻尼控制等作了调研分析。使用Matlab/Simulink对锁相环、中点电位平衡控制、变频器运行进行了仿真验证。在此基础上,本文设计了11kW永磁同步电机驱动系统用于实际测试。最终在永磁电机测试平台对整个样机进行了额定功率下的电流THD测试,中点电位平衡测试。实验证明:样机能够有效实现功率双向流动;中点电位波动控制在±15V以内;电网与电机电流THD≤5.0%;能够在转矩快速变化时,保持转速稳定。
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