硕士学位论文-载波相移级联型多电平变流器及其在apf中的应用

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1、浙江大学硕士学位论文载波相移级联型多电平变流器及其在APF中的应用姓名：刘兆燊申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：张仲超20050301浙江大学硕士学位论文摘要载波相移级联型多电平变流器及其在APF中的应用摘要随着大功率自关断器件和智能高速微控制芯片的不断发展，大功率电力电子变流装置的研究越来越深入，在大容量电机驱动、交直流电力传输等场合的应用也越来越J’泛。在大功率电力电子交流装置的实现上，。‘个重要的问题就是大功率器件的工作频率较低，无法应用高性能PWM技术等优秀的调制技术。CPS．SPWM技术是为了解决该问题而提出

2、的崭新技术。本文对CPS．SPWM技术及其有源电力滤波器中的应用做了一些研究工作。本文首先分析了载波相移SPWM技术(CPS．SPWM)的基本原理。CPS．SPWM是多重化与SPWM技术的有机结合，能够在较低开关频率下实现较高等效开关频率。本文还研究了CPS．SPWM的线性度和传输带宽等技术指标。具有独立电源的级联H桥多电平变流器具有每个变流器单元结构相同、所用元件数少、易于实现电路的模块化设计和封装等一系列优点，因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。本文详细分析了级联型多电平变流器的工作原理，提出了基于CPS．SPWM

3、技术的级联型多电平变流器。它在大功率变流器领域具有很好的应用前景。本文研究了基于CPS—SPWM技术的级联型多电平变流器在有源电力滤波器似PF)中的应用问题。本文分析了基于瞬时无功功率理论的谐波及无功电流检测方法，并研究APF直流侧与交流侧控制方案。所提控制均通过仿真验证。本文最后设计了一个5kVA的APF做实验验证。该样机包括主电路、谐波检测电路、DSP控制器和基于FPGA的多路PWM波形发生器等几个主要部分。本文详细给出了各主要参数的分析与设计过程。最后实验结果表明，该系统性能良好，能在较低开关频率下得到较好的补偿性能。关键词：多电

4、平；有源电力滤波器；载波相移SPWM；级联H桥；FPGA浙汀大学硕士学位论文目录CascadedMultilevelConverterwithCarrierPhase—ShiftedSPWMTechniqueanditsApplicationtoActivePowerFilterAbstraetTogether、析ththecontinualdevelopofhighpowerself-turn—offdevicesandintelligenthigh—speedmicro-controller，highpowerelectronice

5、quipmentisincreasinglydeeplystudiedandismoreandmorewidelyappliedinlargecapacitancemotordrive，powertransmissionandsoon．Ontherealizationofhighpowerelectronicequipment，animportantproblemisthattheworkingfrequencyofhighpowerdevicesistoolowtoapplyexcellentmodulatedtechniquesuc

6、hasPWM．Inordertoovercomethisproblem，Carrierphase—shiftedSPWMtechniquehasbeenresearched．Onbasisofit，itsapplicationtoActivePowerFilterinpowersystemhasbeeninvestigatedinthispaper．Inthebeginning，thebasicprincipleofCarrierphase·shiftedSPWM(abbreviatedasCPS．SPWM)techniquehasbe

7、enanalyzedinthispaper．Thekeyideaofthisapproachisthecombinationofmulti—modulartechniqueandSPWMtechnique．Thehighequivalentswitchingfrequencycanbeobtainedwithlowswitchingfrequencydevices．SomecharacteristicsofCPS．SPWMsuchaslinearityandtransmissionbandwidthhavebeeninvestigate

8、d．Inreactivepowercompensationandactivepowerfilter,cascadedH—bridgemultilevelconverterwithseparateddcsou