论文摘要
随着电力电子技术的发展,逆变技术在新型能源发电、交流电力传动、不间断电源、有源滤波器、电网无功补偿装置等领域均有广泛的应用。其中逆变器是将直流电转换成交流电(DC/AC)的功率变换装置,传统的逆变器由于输出电压电平数很少,因此存在很高的电压变化率和共模电压,对电机绕组绝缘构成了威胁,而且波形谐波含量较大,使得输出滤波器的设计更加复杂。为了解决这些问题,人们发展了多电平逆变器。多电平逆变器,就是采用多个直流源和电力电子器件经过特定的拓扑变换,控制不同的直流源串联输出,将直流源转换成不同幅值的多电平输出交流源的功率变换装置。由于多电平逆变器具有功率器件承受电压较低;降低了输出电压波形畸变率;开关损耗小,效率高;输出电压dv/dt应力较小,降低了器件封装绝缘和负载绝缘;无需输出变压器,大大地减小了系统的体积等优点,使得多电平逆变器电路拓扑在高压变频调速技术应用非常广泛。论文详细地介绍了二极管箝位型、电容箝位型、级联型的基本拓扑等其它一些拓扑结构和针对多电平逆变器的PWM调制策略,例如;多电平载波PWM、空间矢量PWM法、特定谐波消除法(SHEPWM)、阶梯波调制法等,并在此基础上研究了新型不对称六电平逆变器的工作原理和针对该新型拓扑结构使用的特定谐波消除控制算法(SHEPWM),该算法针对这种新型不对称六电平逆变器拓扑进行有效控制。基于以上的分析和所使用的调制策略,然后采用MATLAB仿真软件对这新型不对称六电平逆变器单相和三相系统仿真,并得到了较好的仿真结果,并对该仿真结果进一步分析。本文研究的是基于DSP控制的多电平逆变器,将DSP数字控制技术应用于多平逆变器不仅简化了系统的硬件结构,提高系统性能,还可以实现系统的优化控制。论文对新型不对称六电平逆变器进行了硬件系统和软件系统的设计,硬件电路设计包括有主电路、死区电路、缓冲电路、驱动电路的设计。软件部分设计是采用TI公司的TMS320LF2407A数字信号处理器(DSP)作为信号处理器件,完成了软件的编制,通过评估板获得了控制信号触发脉冲(PWM)。最后通过软件和硬件的系统联合调试,最后获得了新型不对称六电平逆变器拓扑的单相和三相的实验结果,验证了该电路可行性和控制的有效性