三电平PWM整流器双环控制与中点电压平衡关键技术研究

本文档深入探讨了"三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡"这一主题，针对三电平脉宽调制（PWM）整流器的设计和优化进行了深入研究。三电平PWM整流器因其在电力电子应用中的高效性和灵活性而备受关注，尤其是在电力变换系统中，它们能够提供更高的功率密度和更宽的电压调制范围。 首先，作者构建了一个三电平PWM整流器的数学模型，通过与直流电机模型的比较，揭示出两者在动态特性和控制原理上的相似之处。这种对比有助于理解三电平整流器的工作原理，并为设计双环控制策略奠定了基础。在电机控制中广泛应用的双环控制——即电压内环和电流外环相结合的方法，被引入到三电平PWM整流器中。通过这样的设计，整流器在动态性能上表现出优异的响应速度和稳定性，同时实现了接近正弦波的输入电流以及接近1的功率因数，这对于提高系统的效率和减小谐波至关重要。 然而，三电平整流器的一个主要挑战是中点电压不平衡问题，这是由于逆变器结构中零电压开关（ZVS）元件的不均衡触发导致的。为了解决这个问题，文中提出了一种新颖的中点电压平衡控制方法。这种方法通过监测和补偿中点电压偏差，有效地降低了不平衡现象，提高了系统的可靠性和长期稳定运行的能力。 通过采用状态反馈解耦技术，作者将传统的双闭环控制策略巧妙地应用于三电平PWM整流器，这不仅简化了控制逻辑，还减少了对硬件的需求。此外，文中可能还讨论了控制算法的具体实现、仿真结果以及实验验证，以展示其优越的性能和实际应用价值。 这篇论文为三电平PWM整流器的设计提供了创新的控制策略和解决方案，对于提高电力电子设备的性能、效率和稳定性具有重要意义。这对于电力系统、可再生能源转换、电动汽车充电基础设施等领域都有着深远的影响。