三电平逆变器中点电位平衡控制研究毕业论文.doc

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 三电平逆变器中点电位平衡控制研究 学生姓名： 学生学号： 201210502052 院（系）： 电气信息工程学院 年级专业：12级电气工程及自动化 指导教师： 二〇一六年五月  摘要 中点钳位型三电平逆变器是众多三电平逆变器拓扑结构中，电路结构简单、易于实现数字化调制的，但是由于其拓扑结构的特点难免会出现中点电位不平衡的现象。该现象导致逆变器输出波形的谐波含量增加，甚至产生畸变，影响逆变器系统的安全可靠运行，因此，必须对中点钳位型三电平逆变器的中点电位进行控制。 本文主要采用的是空间矢量PWM控制方法，分析了空间矢量调制的基本原理，推算出各个区域各个小三角形的判断规则，并根据参考矢量落在某区域某小三角形内来计算出各个合成电压矢量的作用时间以及矢量优化方法。然后再基于中点钳位型三电平逆变器中点电位不平衡的原因，提出中点电位调制算法。最后在MATLAB/Simulink仿真平台上对中点电位平衡控制进行仿真并验证该控制方案的正确性和可行性。 关键词三电平逆变器，中点钳位，中点电位，空间矢量  ABSTRACT NPC three-level inverter has more simple circuit structure and is easier to achieve modulation among many kinds of three-level inverter topology. However, because of the characteristics of its topology, the problem of neutral-point unbalance may occur, which will cause a higher harmonic content in the waveform of inverter, even distortion affecting the stable operation of inverter system. For this reason, we have to control the neutral point of NPC three-level inverter. The thesis analyzes the basic principle of vector modulation technique and calculates the judgment of triangles in every area. And according to vector in some triangle, the functioning time of the synthesizing voltage vectors and the optimizing way of the vectors can be calculated. After that, the neutral-point modulation algorithms can be put forward on the basic of the reasons of the unbalanced neutral-point of NPC three-level inverter. Lastly, the balanced control of neutral-point will be simulated and proved in MATLAB/Simulink. Key words Three-level inverter, Neutral Point Clamped, Midpoint potential, Space Vector  目 录 摘要 I ABSTRACT II 1 前言 4 2 三电平逆变器的拓扑结构及其工作原理 6 2.1引言 6 2.2飞跨电容型三电平逆变器 6 2.2.1拓扑结构及工作原理 6 2.2.2飞跨电容型三电平逆变器的特点 8 2.3级联型三电平逆变器 8 2.3.1拓扑结构及工作原理 8 2.3.2级联型三电平逆变器特点 9 2.4中点钳位型三电平逆变器 9 2.4.1拓扑结构及工作原理 9 2.4.2 NPC三电平逆变器的特点 10 2.5本章小结 10 3 NPC三电平逆变器SVPWM控制方法研究 11 3.1引言 11 3.2 NPC三电平逆变器空间电压矢量 11 3.3 NPC三电平逆变器空间电压矢量PWM的传统算法 13 3.4矢量分配及优化 17 3.5 本章小结 18 4 中点电位平衡控制研究 2