中高压变频器的研究与设计

作     者：齐炜 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：贾贵玺

授予年度：2005年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：新型单元级联型变频器 数学模型 MATLAB仿真 谐波分析 

摘      要：近年来,以多电平形式实现高压输出的多电平变频器成为中高压变频领域重要的发展方向。目前,多电平变频器的主要结构形式可分为二极管嵌位型,电容嵌位型和单元级联型三种。其中,单元级联型变频器具有输出电压与输入电流谐波含量少、稳定性高、效率高等优点。因此本课题以单元级联型中高压变频器为研究对象。 传统单元级联型变频器的整流侧通常采用二极管整流的方式,无法实现能量回馈。而且此类传统变频器的输入端使用工频隔离变压器。这种变压器副边绕组多、设计难度大、成本较高。本文针对传统单元级联型变频器存在的问题提出了一种新型结构,这种新型变频器全部由全控器件组成,摆脱了复杂的输入变压器、减少了器件的使用数量、提高了设备的功率因数、并且可回馈能量。 论文首先介绍几种传统单元级联型变频器的结构和一些PWM控制策略。其次详细分析新型单元级联型变频器的拓扑结构、工作原理、控制策略以及基本单元相互联接的方式。依据开关函数和电力电子学理论建立了输出为5电平的新型变频器的数学模型,并利用MATLAB对模型进行了仿真,同时给出了仿真波形。随后使用数学和仿真方法对输出电压的谐波含量进行分析,两种方法取得的分析结果一致,取得了满意效果。 最后,本文给出了新型单元级联型变频器的硬件设计方案,对中高压变频器的深入研究具有借鉴意义。