基于lcl滤波的三电平pwm整流器分析

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1、西安理工大学硕士学位论文4．1．1PWM整流器在不平衡条件下的数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一524．1．2整流器输入复功率表达形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．544．1．3正、负序分量的获取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．554．2PWM整流器不平衡控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯574．2．1抑制直流侧电压波动不平衡控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．584．2．2抑制网侧负序电流不平衡控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．594．2．3仿真及实验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．

2、604．3不平衡条件下有源阻尼控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯664．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯675三电平PWM整流器实验平台及控制软件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．685．1LCL滤波器参数设计与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一685．1．1总电感量设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．685．1．2电容C设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯715．1．3电感L。、Lt设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7l5．2网侧不

3、平衡电压构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯725．3控制电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯725．3．1MCU控制板⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．725．3．2电流采集电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．735_3．3电压采集电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．745．3．4硬件保护电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．745．3．5脉冲产生方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．765．4控制软件设计⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯775．4．1控制器简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．775．4．2控制系统软件结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．775．4．3核心软件流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．795．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯816课题总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83参考文献⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．84在校期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．87附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯88第1章绪论1绪论1．1三相三电平PWM整流器概述三相电压型P'6／qVI整流器具有能量双向流动、网侧电流正弦化、恒定直流电压控制及高功率因数等特征，有效地消除了传统相控整流器输入电流谐波含量大、功率因数低等问题“1，而且二极管筘位三电平PWM整流器可以获得更低的网侧输入电流、更高的直流输出电压、功率开关器件电压应力小

6、、并且没有器件串联应用中的动态均压等特点表现出显著的优势，从而成为学术界研究的热门领域并被广泛应用于四象限交流传动、有源电力滤波、超导储能、新能源发电等工业领域。1．1．1拓扑结构目前三电平变流器拓扑研究主要分为两类：箝位型n¨31和级联型“1，对于箝位型拓扑根据提供筘位器件的不同又可以分为二极管箝位和电容箝位两种。其优缺点主要有：1)箝位型优点：由筘位器件提供三电平电压，无需变压器；缺点：需要大量箝位器件，有筘位电压中点平衡问题，算法复杂。2)单元串联H桥型优点：采用低压小功率H桥变换模块串联完成，控制算法成熟，易于实现；缺点：需要为各变换模块提供独立电源，

7、工业中一般采用多绕组变压器提供。三电平变流器应用方面，以美国Robicon公司PerfectHarmony系列变频器为代表的串联H桥型、以瑞士ABB公司ASC6000系列变频器为代表的二极管箝位型三电平传动系统都日益成熟，并取得了良好的运行效果“1。本文研究对象为二极管箝位型三电平整流器，文中所述三电平PWM整流器均特指该拓扑。1．1．2脉宽调制策略脉宽调制策略也是三电平变流器研究的重点领域，它不仅决定了三电平相电压波形质量和谐波含量，还影响功率开关器件的开关应力和开关损耗，不同调制策略直流电压利用率也不同。目前主要的调制策略有：特定谐波消去调制法n儿¨、载波

8、调制法‘81、空间矢量调制法吲吲tlo