单相多电平电流型变流器拓扑结构及其控制策略的研究

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1、Ｕ２２４．２＋２公开中图分类号：密级：ＵＤＣ：本校编号：萄Ｗ《遺义聲硕±学位论文论文题目：单相多私平电流型变流斋拓扑结构及其控制策略的研究研究生娃名０２１２４０２：苗青学号：学校指导教师姓名：杨剑锋职称：副教授１学硕去学位屯力起子与古力传动串请学仿等级：专业：２０１５，６，１２２０１５．６．８论文提交日期：论文答辩日期；ｙ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢么处

2、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材斜。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。？＾学位论文作者签名：签字日期：兴５年会月；＞日韻学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰測巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用殼印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阀。同意学校向国家有关部口或机构送

3、交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名；签字日期：风５年月／＞日签字日期咬年ｔ月ｆ＼日硕士学位论文单相多电平电流型变流器拓扑结构及其控制策略的研究ResearchonSinglePhaseMultilevelCurrentSourceInverterTopologyandControlStrategy作者姓名：苗青学科、专业：电力电子与电力传动学号：0212402指导教师：杨剑锋副教授完成日期：2015年4月18日兰州交通大学LanzhouJiaotongU

4、niversity兰州交通大学硕士学位论文摘要随着国内经济的迅速发展，工业上对拥有良好输出性能的大容量变流器的需求越发旺盛，这就要使用具有快响应速度、低开关频率、较大的功率容量等优异性能的多电平变流器。而超导器件储能技术的持续发展，和相继出现的具有高反向阻断电压能力的半导体元件，如IGBT等，使得电流型多电平变流器的工作效率问题将得到有实质性的解决，使电流型多电平变流器具有响应速度快、电流直接控制等能力的优秀特性。在参考大量国内外学者文献的基础上，对电流型三相多电平变流器拓扑结构进行了总结与归纳，对单相单元模块电路的工作原理

5、进行了理论推导与分析。在已有的三相或单相电压型拓扑结构的基础上推导出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型多电平单相电流型变流器的拓扑结构。并研究了此种五电平单相电流型拓扑结构的多种PWM(PulseWidthModulation,脉宽调制)调制策略和控制策略。首先，对对偶原理的性质在电路中的应用进行了详细深入的研究，对非线性器件的器件对偶、对变压器的对偶、开关的对偶进行了全面的推导总结。电路拓扑等效变换的前提条件是其必须为平面化的拓扑结构，同时将复杂的电路简化为单独的工作网络，对其分别运用对偶方法。其次，在感性负载与容性负载的条件下，对推导与衍生

6、出的拓扑结构的工作原理建立了低频数学模型，对分流电感上承载的电压进行了数学建模，研究了此种变流器的电路电流均衡特性，得出的相应结论为五电平变流器的电流控制提供了理论基础。再次，研究了载波相移脉宽调制、阶梯波PWM、多载波垂直脉宽调制、Walsh-SHEPWM等调制策略及开环闭环控制策略在上述五电平单相电流型变流器拓扑结构中的应用及其电路输出特性，并对各种调制策略进行了双重傅立叶变换的数学建模分析，从数学模型的角度对电路的输出特性进行了详细深入的阐述。最后，对上述拓扑结构及其调制策略、控制策略进行了仿真分析，验证了新拓扑及其数

7、学模型、所用开关的调制策略与控制策略的正确性。上述拓扑结构在采用对应的开关调制策略与控制策略后，其电流的网侧电流的输出特性、功率因数、总谐波畸变率，响应速度均得到了明显的提高。论文最后对全文工作安排进行了总结与汇总，并对五电平电流型单相变流器的研究与应用前景进行了展望。关键词：五电平单相变流器；对偶原理；电流型变流器；PWM调制策略论文类型：应用研究-I-单相多电平电流型变流器拓扑结构及其控制策略的研究AbstractWiththerapiddevelopmentofdomesticeconomy,theindustryto

8、havethelargecapacityofconverterwhichhasgoodoutputperformanceisincreasingstrongly,thenithastousesuchasfastresponsespeed,lowswitchingfrequencyandla