基于瞬态电流控制的三电平NPC整流器研究

"本文主要研究了单相三电平NPC整流器的新型控制策略，旨在实现单位功率因数、直流侧电压稳定和减少网侧电流谐波。针对多开关管同时导通或关断导致的中点电压不平衡问题，论文提出了一种结合瞬态电流控制和SVPWM中点电压平衡算法的双闭环控制系统。通过对比分析SPWM和SVPWM调制技术，并基于MATLAB/Simulink进行仿真和实验室平台验证，证明了所提控制策略的正确性和实用性。" 单相三电平整流器是电力电子领域中的一种重要拓扑结构，常用于高电压、大功率的应用场合，因其能显著降低谐波、提高功率因数而备受青睐。NPC（Neutral Point Clamped）拓扑是其中的典型代表，由三个电压等级的开关元件构成，可以产生更平滑的输出电压波形，从而减少谐波。 本文针对CRH2型动车组中的单相三电平NPC整流器，提出了一个基于瞬态电流控制的双闭环控制系统。这个系统将瞬态电流控制作为电流内环，以实现快速响应和精确的电流控制，进而达到单位功率因数和直流侧电压稳定的目标。同时，为了处理中点电压不平衡的问题，文中采用了空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。SVPWM以其能够有效地平衡中点电压、便于数字实现的特性，被融入到控制策略中，解决了多开关管切换时可能出现的问题。 通过对整流器工作原理的深入研究，作者比较了传统的正弦脉宽调制（SPWM）与SVPWM两种调制技术。SPWM虽然广泛应用，但其对中点电压平衡的处理不如SVPWM有效。SVPWM通过优化开关状态的调度，可以显著减少谐波并保持中点电压稳定。 最终，研究者利用MATLAB/Simulink建立整流器的仿真模型，并搭建了实验平台进行验证，结果证实了结合SVPWM调制技术和瞬态电流控制的中点电压平衡策略在实际应用中的可行性和优越性。这项工作对于提升单相三电平NPC整流器的性能，特别是在轨道交通和其他高要求的电力系统中，具有重要的理论和实践意义。