电平变频器

毕业设计(论文)

三电平变频器的中点电位控制研究

系别：机械与电子信息工程系

专业（班级）：电子信息工程 10级1班

作者（学号）：罗曦（51001031012）

指导教师：涂正宏（）

完成日期：2014年05月日

蚌埠学院教务处制

目录

中文摘要 (1)

英文摘要 (2)

1引言 (3)

2绪论 (4)

2.1课题研究背景 (4)

2.2多电平变频器发展现状 (4)

2.2.1国内现状 (4)

2.2.2国外现状 (4)

2.3课题研究意义 (5)

2.4论文主要研究内容 (5)

3多电平变频器的拓扑结构 (6)

3.1二极管中点箝位型拓扑结构 (6)

3.2飞跨电容型多电平变频器拓扑结构 (7)

3.3级联型多电平变频器拓扑结构 (8)

4多电平变频器的控制方法 (9)

4.1SPWM调制 (9)

4.2SVPWM调制 (9)

5二极管中点箝位型三电平逆变器的中点电位控制研究 (10)

5.1二极管中点箝位型三电平逆变器的拓扑结构 (10)

5.2三电平逆变器的电压空间矢量调制 (12)

5.3三电平电压空间矢量调制及中点电压不平衡原因 (17)

5.4中点电压平衡空间电压矢量控制原理及算法 (19)

6MATLAB仿真设计与结果 (24)

6.1 MATLAB仿真软件 (24)

6.2仿真系统结构 (25)

6.3仿真结果 (27)

结论 (29)

致谢 (31)

参考文献 (32)

插图清单

图3-1 NPC型三电平变频器的拓扑结构 (6)

图3-2 NPC型多电平变频器的拓扑结构 (7)

图3-3 多电平飞跨电容型变频器拓扑结构 (7)

图3-4 级联型变频器拓扑结构 (8)

图5-1 二极管中点箝位型三电平逆变器 (10)

图5-2 电压空间矢量图 (12)

图5-3 电压矢量合成图 (14)

图5-4 电压矢量合成图 (18)

图5-5 外部小三角形参考电压矢量合成 (20)

图5-6 中部小三角形参考电压矢量合成 (21)

图5-7 内部小三角形区域电压矢量合成 (22)

图6-1 电平逆变器仿真模型 (25)

图6-2 扇区判断模块 (25)

图6-3 小区域判断模块 (26)

图6-4 矢量合成时间计算模块 (26)

图6-5 SVPWM生成模块 (26)

图6-6 扇区判断仿真结果 (27)

图6-7 小区域判断仿真结果 (27)

图6-8 A相电压仿真结果 (27)

图6-9 AB两相线电压仿真结果 (28)

图6-10 负载电压仿真结果 (28)

图6-11 未采取中点控制的中点点位波形 (29)

图6-12 采取控制后的中点点位波形结论 (29)

表格清单

表5-1 三电平（NPC）逆变器A相开关状态 (10)

表5-2 开关状态 (12)

表5-3 各相开关状态表 (17)

表5-4 中点电流inp与电压平衡有影响的电压矢量 (19)

三电平变频器的中点电位控制研究

摘要：在大量阅读了国内和国外的众多参考文献后，对当今国内外高压变频领域的研究和发展状况有了大致的了解。在浏览了相关资料的基础上，对多种

多电平变频器的优缺点，优劣势有了一定程度的领悟。中点电位平衡问题一

直存在，这在二极管中点箝位三电平变频器的研究中是一个不可忽视的重点

问题。分析其产生的原因和可能造成的危害是本课题研究的重要任务之一。

借助电压空间矢量脉宽算法，借助其控制思想，可以更好地解决这个问题。

在研究本课题所涉及的内容时，借助一定的仿真软件辅助研究是极有必要的，MA TLAB软件，一款在仿真建模和数据计算方面具有强大功能的软件，

能够帮助我在课题研究仿真阶段节省大量时间和精力，能够便捷的构建出课

题所需要的仿真系统模型，更重要的是能够正确反映出本课题所提出方案的

正确性、有效性和可行性。

关键词:空间矢量脉宽调制;变频器;中点电位平衡

Research on Neutral-point Potential Control Methods of Three-level Inverter Abstract：In a lot of reading a number of domestic and foreign references , the frequency of the current domestic and foreign high-pressure areas of research and development

have a general understanding. In view of the relevant information , based on the

advantages and disadvantages of a variety of multi-level inverter , the advantages

and disadvantages of a certain degree of understanding. Midpoint potential

balance problem persists, the midpoint of this study in the diode clamp three-level

inverter is one of the key issues can not be ignored . Analyze the causes and

possible harm which produces one of the important tasks of this research . With

space vector pulse width algorithm , with its control thought , can better solve this

problem.

In examining the contents of the issues involved , with some simulation

software assisted research is extremely necessary , MATLAB software , a

powerful software with simulation modeling and data computing can help me in

the research phase simulation save a lot of time and effort , can easily build

simulation model of the system needed to issue more important to be able to

accurately reflect the correctness of the program, the effectiveness and feasibility

of the proposed topic .

Key words : space vector pulse width modulation(SVPWM);inverter; neutral point balancing control