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电源学报 2024年

作者：熊文静朱欣林建亨粟梅李鼎文张明中国航发南方工业有限公司中南大学自动化学院

功率变换器采用脉宽调制时产生的高共模电压会使电机轴电压过高，进而导致高频高幅值轴电流破坏电机绝缘、增加电磁干扰等。为减小中点箝位型三电平变换器的共模电压，文中提出了基于代数调制框架的共模电压抑制策略：首先将占空比的确... 详细信息

功率变换器采用脉宽调制时产生的高共模电压会使电机轴电压过高，进而导致高频高幅值轴电流破坏电机绝缘、增加电磁干扰等。为减小中点箝位型三电平变换器的共模电压，文中提出了基于代数调制框架的共模电压抑制策略：首先将占空比的确定问题转化为非齐次线性方程组的求解问题；然后，合理地选择调制自由度以实现中点电压平衡控制的目标；其次，根据占空比约束，选择偏置量获取最终占空比；最后，使中间相开关采用反相载波得到新的开关状态组合，实现降低共模电压的目的。所提调制策略无需额外的控制器，实现简单，在保证中点箝位型三电平变换器的中点电压具有良好平衡特性的前提下，可将共模电压降低至直流侧电压的六分之一范围内。实验结果验证了所提调制策略的有效性和可行性。

关键词：中点箝位型三电平变换器代数调制共模电压中点电压平衡

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三相电流型变换器代数调制及模拟电导控制策略

三相电流型变换器代数调制及模拟电导控制策略

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作者：易书栋中南大学

学位级别：硕士

电流型变换器具有固有的短路保护、功率因数可调以及低电磁干扰等特点,使其在中压驱动、分布式发电和多电飞机等工业应用中十分具有吸引力。特别是对于分布式发电系统的应用,电流型变换器只需要一次转换,就能将分布式发电系统的直流电... 详细信息

电流型变换器具有固有的短路保护、功率因数可调以及低电磁干扰等特点,使其在中压驱动、分布式发电和多电飞机等工业应用中十分具有吸引力。特别是对于分布式发电系统的应用,电流型变换器只需要一次转换,就能将分布式发电系统的直流电压转换为并网交流电压。调制策略和控制策略共同影响着变换器的性能。因此,本文围绕着三相电流型变换器的调制策略和控制策略展开深入研究,提出了一种新型代数调制框架,并基于该框架设计了减小共模电压和直流电流纹波的两种优化代数调制策略,提出了提高电网适应能力的模拟电导控制策略,实现了三相电流型变换器高性能、高可靠运行。具体研究内容如下:(1)提出了面向三相电流型变换器的代数调制框架,将复杂的调制问题转化为简单的代数方程求解问题,具有易于实现、灵活性高和扩展性强的特征。通过构建输入、输出电流和占空比矩阵的解析表达式,基于线性代数理论求解出占空比矩阵通解,再根据占空比物理约束,推导出通解中自由变量的可行解范围为三角形区域,特别地,选取三角形顶点为自由变量的解,便可获得减小开关损耗的常规代数调制策略。此外,通过利用自由变量的选取和开关序列的安排这两个自由度,提出基于代数调制框架的优化调制策略,即基于代数调制的共模电压抑制(AM-RCMV)方法和基于代数调制的直流电流纹波减少(AM-RCDR)方法,充分展现了所提代数调制框架的灵活性。(2)提出了平衡电网和不平衡电网均适用的模拟电导控制策略,有效提高了三相电流型变换器的电网适应能力和可靠性。通过分析三相不平衡电网条件下瞬时功率的特征,推导出修正坐标系下可将三相电流型变换器等效为差模电导和共模电导,并在此基础上提出了模拟电导控制策略,该策略包括:修正坐标系、直流电流分解、模拟电导控制器三个部分。所提方法无需交流侧电流传感器即可实现输入电流正弦和直流电流恒定的控制目标,具有良好的参数鲁棒性和电网适应能力。最后搭建三相电流型变换器的仿真和实验平台,验证了所提代数调制策略和模拟电导控制策略的可行性和有效性。图37幅,表9个,参考文献71篇

关键词：电流型变换器代数调制不平衡电网模拟电导控制

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中点箝位型三电平变换器的代数调制策略研究

中点箝位型三电平变换器的代数调制策略研究

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作者：朱欣中南大学

学位级别：硕士

中点箝位型三电平变换器因开关管电压应力低、输出电平数量多、电压变化率低和结构简单等诸多优点,被广泛应用于光伏发电和电机驱动等领域。该拓扑存在固有的中点电压失衡问题,为实现中点电压平衡,现有空间矢量调制和载波调制往往需要... 详细信息

中点箝位型三电平变换器因开关管电压应力低、输出电平数量多、电压变化率低和结构简单等诸多优点,被广泛应用于光伏发电和电机驱动等领域。该拓扑存在固有的中点电压失衡问题,为实现中点电压平衡,现有空间矢量调制和载波调制往往需要增加额外的控制器,导致控制结构复杂不利于实际实现。此外,目前面向中点箝位型三电平变换器仍缺乏统一的、易于实现、便于优化的调制框架。为解决以上问题,本文对中点箝位型三电平变换器的调制策略展开了一系列研究,主要研究内容及创新性工作如下:(1)构建了一种通用的代数调制框架,将占空比的确定问题转化为非齐次线性方程组的求解问题。在所提框架的基础上,通过利用调制自由度,设计了面向中点箝位型三电平变换器的中点电压自平衡方案。所提方案实现简单,并且无需额外控制器和硬件电路。(2)基于代数调制框架,提出了中点箝位型三电平变换器的共模电压抑制策略,有效降低了共模电压峰值。通过分析了原有开关序列及其产生的共模电压,对载波型式进行分析和改进,避免高共模电压幅值开关状态的出现。所提策略能够将共模电压降低至直流侧电压的六分之一,并且死区时间的加入不会导致额外的共模电压尖峰。(3)搭建仿真和实验平台,验证所提策略的正确性。进行了不同负载情况、不同功率因数、不同调制比情况下的多组实验,实验结果表明所提策略可实现多工况下良好的中点电压平衡以及共模电压抑制效果。图53幅,表9个,参考文献71篇

关键词：中点箝位型三电平变换器代数调制中点电压共模电压

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