华中科大硕士论文：中点电压平衡方法优化的三电平逆变器

本文是一篇关于永磁同步电机领域的硕士学位论文，由马钢撰写，专业背景为电力系统及其自动化，指导教师为毛承雄和陆继明，于2008年完成。论文主要针对在能源节约和高效能电机控制的背景下，探讨了二极管钳位式(NPC)三电平逆变器在高压变频调速装置中的应用。 论文首先概述了当前全球能源紧张的现状，以及电机，特别是交流电机在电力消耗中的重要角色，强调了提高电机运行效率和调速技术的必要性。高压变频调速技术因其能够无级调节转速、改善控制性能、节省电力和延长设备寿命而备受关注。作者特别聚焦于二极管钳位三电平高压变频器，这种拓扑结构以其优点被广泛应用于HVDC、APF和SVG等领域。 论文深入研究了SVPWM (正弦调制脉宽调制)算法，详细解析了参考矢量所在扇区和三角形的判断方法，以及七段法SVPWM脉冲波生成的原理和实现细节。作者在此基础上提出了一个简化的方法来确定参考矢量区域，有助于优化逆变器的控制精度。 针对三电平逆变器中点电压的平衡问题，论文分析了其偏移的原因，并提出了通过检测电动机电流方向和中点电压来实时调整的策略。作者还设计了一种硬件电路方案，用于有效平衡中点电压，进一步简化了系统结构。通过对电路状态的详尽分析，论文提供了中点电压平衡电路参数的设计指南。 最后，论文着重研究了三电平变频器共模电压的产生机制，并揭示了中点电压偏移对共模电压的影响。作者指出，通过抑制中点电压偏移，可以有效地降低共模电压，从而提高系统的稳定性。因此，论文的贡献不仅在于理论分析，也在于实际应用的解决方案，对于提升电机驱动系统的性能具有重要意义。 这篇论文深入探讨了高压变频器的关键技术，特别是在三电平逆变器控制和中点电压管理方面，对于能源效率提升和电机控制技术的发展具有重要的理论和实践价值。