三电平变频器.doc

兰州理工大学毕业设计

摘要
随着近年来对高质量，高可靠性电源系统的需求不断发展，生产的总电能中，越来越多的电能必须经过电力电子技术实行能量变换后，再用于民用、工业或军事的需要。而逆变器是对电能进行变换和控制的一种关键器件，具有输出高质量电压波形的能力。高性能数字信号处理器（DSP）的飞速发展，使数字化逆变器系统成为今后发展的潮流。
本文主要对NPC三电平逆变器系统进行了分析和研究：
1．以中点钳位式三电平逆变器的基本拓扑结构为基础，阐述了三电平逆变器
的运行机理。
2．在两电平逆变器基础上详细研究了三电平逆变器中空间电压矢量调制技术
的基本原理，提出了一种采用最近三矢量法合成参考矢量的空间矢量脉宽调制算
法，给出了小三角形区域判断规则、合成参考电压矢量的相应输出电压矢量作用
顺序和作用时间以及开关信号的产生方法。
由于中点电位的不平衡是二极管钳位式三电平逆变器运行过程中比较严重的问题，本文分析了不同矢量对中点电位的影响，并得出通过对成对小矢量的作用时间分配能够控制中点电位的结论。逆变器控制系统在控制策略上采用电压型PWM逆变控制，并用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A、XILINX公司的CPLD芯片XC95144XL、相应的驱动电路和高速数据采集电路等实现这种闭环控制。另外，本文还通过MATLAB仿真软件对基于空间矢量调制的SVPWM波控制的二极管钳位式逆变器进行了仿真，对逆变后的电压和电流波形以及波形谐波畸变率进行了分析,并验证了三电平逆变器较两电平逆变器的优越性。

关键词：DSP;逆变;二极管钳位式;SVPWM;仿真

Abstract
Inrecentyears,withhighquality,highreliabilityofpowersystemneedsconstantdevelopment,theproductionoftotalpower,moreandmorepowermustpasspowerelectronictechnologytransformationofenergy,thenforcivilianuse,industrialandmilitaryneeds.Andinverteriselectrictransformationandcontrolofakeycomponents,withhighqualityoutputvoltagewaveformability.High-performancedigitalsignalprocessor(DSP)rapiddevelopment,makethedigitalinvertersystembecomethetrendofdevelopmentinthefuture.
ThispapermainlytotheNPCthree-levelinvertersystemanalysisandresearch:
1.Thehalfwaypointintheground-clamptypethree-levelinverterbasedthebasictopologicalstructure,thispaperexpoundsthethree-levelinverter
Theoperationmechanisms.
2.Intwolevelinverterbasedonadetailedstudyofthethree-levelinverterinspacevoltagevectormodulationtechnology,Thebasicprinciple,putforwardakindofthelastthreevectorsynthesismethodofvectorspacevectorreferencepulsewidthmodulationcalculateMethod,givessmalltriangleareajudgerules,syntheticreferencevoltagevectorcorrespondingoutputvoltagevectorfunctionOrderandfunctionandswitchtimesignalgenerationmethod.
Duetothehalfwaypointofthepotentialimbalanceistheground-clampdiodetypethree-levelinverterintheprocessofoperationisarelativelyseriousproblem,thispaperanalyzesthedifferentvectortopointtheinfluenceoftheelectricpotentia