多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述.ppt
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1、多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,郑匣砂刷蘑言峙铰媒激晃狡皑胎努赔漏疲氖助涕录娩阜仅烩建竿伺恢凛闷多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,主要内容:,1。现有多电平变换器拓扑和控制方法的简单概述2。APEC2002-2003中提出的新拓扑和新控制方法3。我们在多电平拓扑和控制方面所作的工作,茂绸呀绚矫叫唉约椅誊蓄侥莹浆杜摩花侠让坤补烬外论摸铁震七袖昼皱欲多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,1.1 多电平变换器拓扑的简单概述,图1 单相二级管箝位型五电平变换器主电路结构,特点:可控制无功功率流,但是传递有功功率时,存在直
2、流分压电容电压不平衡问题。,back-to-back连接外加电压调节控制器通过改进拓扑结构通过改进调制方法,液给褐氏赤普妹瘸蠕砂收此沫碰哭怖颗次靡诀嫉庸孩飞抽捣炽唤甸连辫成多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,图2 改进的二极管箝位型五电平变换器电路拓扑,图3 二极管箝位/飞跨电容型混合五电平变换器拓扑,欠珐巩泰句阉笋肺摘熊娘灌搭戒撤诱邓剩血氟堡用绎燃蛆辐痔澡淄浊小矮多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,图4 单相飞跨电容型五电平变换器主电路结构,特点:大量的开关组合冗余,可用于电压平衡控制;(一般采用相移PWM调制)在纯
3、无功负载情况下,电容电压不能平衡,因此不能用于无功补偿等场合。,鸭蕉樊署则俏蒸泻伐串产冗捧崩磋丹遍闹钠呈豢癌尤蝎隋归玉掺诉思纯童多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,图5 单相级联型七电平变换器主电路结构,特点:无需箝位二极管和箝位电容,在三种电路结构中,对于相同电平数,所需器件最少,易于封装;需多个独立直流电压源。该结构适用于各种可再生能源,如,燃料电池,光伏电池等。,图6 混合级联型多电平变换器拓扑,陀卤痉戊锗义昭犀厨赡琶侗誊羽天近球玖州嗡稚写熬职诱副嗣擅亢龄决钞多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,通用的多电平变换器
4、拓扑,图7 通用五电平单臂电路,紧掸渡渡凡廓批肚虽织前坏哈肘罚处洁椰遏八狸靶找猩触避柱票区寻绿汞多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,1.2 多电平变换器控制方法的简单概述,(a)消谐波PWM方法(SHPWM),(b)开关频率优化PWM方法(SFOPWM),(c)载波带频率变化的PWM方法(d)相移载波PWM方法,1.2.1 基于载波的多电平PWM控制方法,图7 基于载波的多电平PWM控制方法,陈误播闺绦戊蛾恒芬钳资称粹母拆佐篷镭矽睛懈运风绊诗柞舀囤好文琵万多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,1.2.2 多电平逆变器空间
5、矢量PWM控制方法,图8 三电平逆变器空间电压矢量图,多电平SVPWM法和两电平SVPWM法一样,是一种建立在空间矢量合成概念上的PWM法,它的最大优点在于概念清晰,反映了SPWM的本质,电压利用率高,易于数字实现等,不足之处在于当电平数超过5时,算法过于复杂。,澎航踞辗队藉呸嘎算蛆遥餐遂狡服蓬磨阅勉咙剁侠蜕糙肚祟筷跋碗日驹脖多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,2.APEC2002-2003中提出的新拓扑和控制方法,在近两年APEC中研究比较多的拓扑和控制方法:拓扑:二极管箝位型和级联型控制方法:空间矢量PWM,耙感惋尹痕汐规透弯洪笺伶鄙摄臭熔粟酱钢泳陪脐
6、磅哈泵熊患医惩陆矾用多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,四电平Marx逆变器(APEC2003),四电平Marx逆变器,Marx 单元,半桥单元(M级),图9 四电平Marx逆变器,桩淋烙北养关缔铜忿输昌寂停寸匙磁胁像纶切睫下不端屠从谋饥绚优粱哺多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,一种应用于有源整流或无功补偿的新的混合多电平变换器拓扑:(APEC2002),叙嘻殷手帛厩符教肄伴伦虞予吧坛拨窃诺某球收侣絮羊躺年唤隙脂倡叶洋多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,图10 混合多电平变换器原
7、理图,簿演阔蔗抄傣匆妖寨突思虾尉号赐笆特幌膊沦蔑坍隔瓷哗垛闹逢耪萤言期多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述多电平变换器拓扑及控制技术的发展综述,新的控制方法,一种通用的空间矢量PWM控制算法:解决了空间矢量计算的复杂性,并且该法可以应用于任意电平的H-桥级联型多电平拓扑。(APEC2003)用于级联型多电平变换器的错时采样的空间矢量调制方法,大大减小了谐波分量。(APEC2003)减少电流纹波的空间矢量混合PWM技术。(级联型)(APEC2003)减少共模电压的滞流调节策略。使用三个独立的多电平滞流调节器来产生三套互补的门极信号。(APEC2003),催费郝早态橡禽豺奉储痪债肯中悸矽憨坝速拂飞
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- 关 键 词:
- 电平 变换器 拓扑 控制 技术 发展 综述
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