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基于H桥拓扑的级联多电平变流器若干关键技术研究
基于H桥拓扑的级联多电平变流器若干关键技术研究
摘要：
随着电力电子技术的发展，级联多电平变流器作为一种高效、高性能的电力转换装置被广泛研究和应用。本论文主要研究基于H桥拓扑的级联多电平变流器的若干关键技术，包括电路拓扑结构、调制策略以及控制算法。通过对这些关键技术的研究和分析，为级联多电平变流器的设计和优化提供了重要的参考。
1引言
随着新能源的快速发展和智能电网的广泛部署，电力电子技术的应用日益广泛。在能源转换和电力控制领域，级联多电平变流器作为一种高效、高性能的电力变换装置，正在受到越来越多的关注和研究。本论文重点研究基于H桥拓扑的级联多电平变流器的若干关键技术，通过对这些技术的研究，提出一种高效的变流器设计和控制方法。
2基于H桥拓扑的级联多电平变流器
级联多电平变流器由多个相同的桥式逆变器级联而成，其中每个桥式逆变器由4个开关器件组成。基于H桥拓扑的级联多电平变流器具有以下优点：(1)较低的输出谐波失真率；(2)可以实现较高的电压调制比；(3)适用于高功率和高频率应用。因此，本论文选择基于H桥拓扑的级联多电平变流器作为研究对象。
3电路拓扑结构
基于H桥拓扑的级联多电平变流器的电路拓扑结构是关键技术之一。本论文研究了不同的拓扑结构，并对比它们的性能。其中，串联H桥拓扑结构具有较高的输出电压调制比和较低的输出谐波失真率，因此是比较实用的拓扑结构。
4调制策略
调制策略是级联多电平变流器的另一个关键技术。本论文研究了传统PWM调制策略、新型PWM调制策略以及混合调制策略。传统PWM调制策略可以实现较低的谐波失真率，但电压调制比受到限制；新型PWM调制策略可以实现较高的电压调制比，但谐波失真率较高；混合调制策略结合了传统PWM和新型PWM的优点，能够同时实现较高的电压调制比和较低的谐波失真率，是一种较为理想的调制策略。
5控制算法
控制算法是级联多电平变流器的核心技术。本论文研究了传统的PID控制算法、基于模型预测控制的算法以及混合控制算法。传统的PID控制算法简单直观，但对系统参数变化敏感；基于模型预测控制的算法具有较好的动态性能和鲁棒性，但计算复杂度较高；混合控制算法结合了PID控制和模型预测控制的优点，能够实现较好的性能和较低的计算复杂度，是一种较为有效的控制算法。
6结论
本论文从电路拓扑结构、调制策略和控制算法三个方面研究了基于H桥拓扑的级联多电平变流器的若干关键技术。通过对这些技术的研究和分析，可以为级联多电平变流器的设计和优化提供重要的参考。未来的工作可以进一步探究级联多电平变流器在新能源领域的应用，以及开展与其他电力电子装置的协同控制研究。
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