单相三电平PWM整流器控制策略与应用研究

“单相三电平PWM整流器控制策略研究” 这篇硕士学位论文详细探讨了单相三电平PWM整流器的控制策略。三电平PWM整流器相较于传统的两电平PWM整流器，具有显著优势。由于其功率器件承受的关断电压仅为直流电压的一半，这降低了器件应力，同时提高了等效开关频率，使得交流侧电压和电流的谐波含量降低，特别适合高压大功率的应用场景。例如，在CRH2系列动车组中，已经成功应用了单相三电平PWM整流器。 论文作者宋可荐在吴命利教授指导下，深入分析了单相三电平PWM整流器的工作原理，通过定义开关函数构建了整流器的统一数学模型。论文重点讨论了两种直接电流控制方法：瞬态电流控制和预测电流控制。这两种方法都能够确保输出直流电压的稳定，同时提高电网侧电流对电压的跟踪精度，减少谐波含量。 瞬态电流控制能提供快速的动态响应，而预测电流控制则能够提前预测并控制电流变化，进一步优化系统性能。针对三电平整流器中点电位平衡问题，论文提出了一种基于滞环调节的中点平衡控制策略，有效解决了这一问题。 在Matlab/Simulink环境下，构建了单相三电平PWM整流器的仿真模型。仿真结果验证了上述控制策略的有效性，证明了瞬态电流控制和预测电流控制均能满足系统性能要求。此外，通过对实际运行的CIM380AL动车组进行电气匹配性能测试，获取了单相三电平PWM整流器在机车牵引传动中的实际表现，特别是在列车低速运行时的网侧功率特性和电流谐波特性。 论文还参考CRH2型动车组牵引变流器，搭建了单相三电平PWM整流器的实验平台，详细介绍了主要参数设计、选型依据及实物照片，提供了实证研究的基础。 关键词涵盖了三电平技术、PWM整流器、控制策略、中点电位平衡、实测数据和实验平台，涵盖了该领域的主要研究方向和技术要点。分类号TM862、TM864和TM866分别对应电力电子装置、电力传动控制系统和铁路运输电力系统，显示了论文的研究领域和应用背景。