三电平逆变器SVPWM算法研究与实现

"三电平逆变器的拓扑结构、SVPWM控制策略、电容中点电压控制、死区补偿、过调制处理、三电平SVPWM算法的实现" 在电力电子技术中，三电平逆变器因其在输出电能质量、谐波含量、电磁兼容性和开关损耗等方面的优异性能，被广泛应用于中高压大容量的交流调速系统。这篇硕士学位论文主要探讨了三电平逆变器的结构、原理以及相关控制策略。 首先，论文详细介绍了中点箝位三电平逆变器的拓扑结构，通过分析图2-1展示了其工作原理。它有三种基本工作状态，分别对应于输出端电压的不同水平：P状态（+Udc/2）、O状态（0）和N状态（-Udc/2），这些状态由不同的开关管组合和续流二极管的导通状态决定。 接着，论文重点研究了三电平逆变器的SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）控制策略。SVPWM能够有效地减少谐波含量，提高逆变器的效率。作者提出了一种实用且易于数字化实现的三电平SVPWM算法，并在此基础上，通过调整小矢量的作用时间，结合滞环控制和PI控制，设计了电容中点电压控制策略，有效解决了中点电压的稳定问题。 此外，论文还深入探讨了三电平逆变器的死区补偿和过调制处理。死区时间的存在会导致输出电压误差，而过调制则可能引发中点电压不平衡。针对这些问题，论文提出了新的解决方案，以确保在过调制情况下保持中点电压的平衡。 为了验证所提出的理论，论文在MATLAB环境中建立了三电平逆变器驱动感应电机的V/F控制和矢量控制系统，并进行了仿真，结果证明了三电平SVPWM算法的有效性。 最后，论文研究了三电平SVPWM算法的硬件实现，提出基于DSP（Digital Signal Processor）TMS320LF2407A和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的两种实现方法。实验结果进一步确认了算法的实际可行性。 关键词：三电平逆变器、SVPWM算法、电容中点电压控制、死区补偿、过调制处理、三电平空间矢量脉宽调制、数字信号处理、复杂可编程逻辑器件。