NPC三电平变换器直流母线电流重构与前馈控制研究

"NPC三电平双PWM变换器直流母线电流的重构" 本文主要探讨了NPC（二极管箝位）三电平逆变器中直流母线电流的重构方法，该方法基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略。SVPWM是一种高效的脉宽调制技术，它通过控制开关元件的导通和关断时间来模拟理想正弦波，从而在多电平逆变器中实现低谐波输出。 首先，作者建立了一个NPC三电平逆变器直流母线电流的高频数学模型。这个模型对于理解和分析直流母线电流的变化规律至关重要，能够帮助设计更精确的控制策略。直流母线电流的准确建模有助于减小电流纹波，提高系统的稳定性。 接着，文章提出了一个基于有功功率平衡的直流母线电流重构方法。这种方法旨在保持系统功率的平衡，确保直流侧的能量流动稳定。通过这种方法，可以有效地应对由于负载变化或逆变器运行状态改变引起的直流母线电压波动。 为了验证重构方法的有效性，文章进行了误差分析，分别从快速傅里叶变换(FFT)和交流侧有功功率两个角度进行。FFT用于揭示电流信号的频域特性，帮助识别和量化误差源；交流侧有功功率的分析则关注系统实际功率交换，确保重构后电流的功率特性符合预期。 最后，研究者通过NPC三电平双PWM变换器的前馈控制系统进行了实验，证明了所提出的直流母线电流重构方法的可行性。前馈控制是一种前瞻性的控制策略，它可以根据预测的负载变化提前调整控制变量，从而提高系统的动态响应。 实验结果表明，该直流母线电流重构方法不仅有效，而且实现简单，计算量相对较小，这使得它成为一种颇具吸引力的解决方案。该方法可以降低对传感器的依赖，减少系统的复杂性，同时提升整个NPC三电平双PWM变换器系统的性能和鲁棒性。 关键词：NPC三电平变换器；直流母线电流；重构方法；前馈控制 该研究对电力领域的应用，如风力发电、并网控制、变速驱动等，具有重要的理论指导和实践价值。通过改善直流母线电流的控制，可以优化系统效率，提高电网连接设备的稳定性，并减少对电网的不良影响。