多电平逆变器及其PWM控制技术研究文献综述

 2024-06-08 07:06
摘要

多电平逆变器作为一种新兴的电力电子变换装置,凭借其优异的电能质量、低谐波含量以及低电磁干扰等优势,在高压大功率应用场合展现出巨大的应用潜力,并逐渐成为电力电子领域的研究热点。

PWM控制技术作为多电平逆变器的核心控制策略,直接影响着逆变器的性能表现。

本文首先阐述了多电平逆变器和PWM控制技术的概念及意义,并概述了多电平逆变器的主要拓扑结构,包括二极管钳位型、级联型、飞行电容型和模块化多电平逆变器等,分析了各种拓扑结构的优缺点。

其次,本文深入探讨了PWM控制技术的基本原理,包括载波相移PWM控制、空间矢量PWM控制以及选择谐波消除PWM控制等,并对各种PWM控制技术的性能进行了比较分析。

此外,本文还重点研究了多电平逆变器的PWM控制策略,涵盖了基于电压平衡控制、电流谐波优化以及开关损耗最小化等方面的策略,并通过仿真和实验验证了不同控制策略的有效性。

最后,本文对多电平逆变器及其PWM控制技术的发展趋势进行了展望,指出未来研究方向将集中在新型拓扑结构、先进控制算法、高频化设计以及智能化应用等方面。

关键词:多电平逆变器;PWM控制技术;拓扑结构;控制策略;谐波抑制

1绪论

近年来,随着电力电子技术和控制理论的飞速发展,多电平逆变器作为一种新兴的电力电子变换装置,凭借其优异的电能质量、低谐波含量以及低电磁干扰等优势,在高压大功率应用场合展现出巨大的应用潜力,并逐渐成为电力电子领域的研究热点。

多电平逆变器是指输出电压电平数大于或等于三级的逆变器,其基本原理是通过多个开关器件的组合,将直流电压分割成若干个电压等级,并通过控制开关器件的导通和关断状态,合成所需的交流输出电压。

相较于传统的两电平逆变器,多电平逆变器具有以下优点:1.输出电压波形质量高,谐波含量低,无需或只需较小的滤波器,降低了成本和体积;2.开关器件的电压应力低,可采用低耐压的器件,提高了系统的可靠性和效率;3.电磁干扰小,适用于对电磁兼容性要求高的场合。

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