三相四桥臂逆变电源的设计

浦江学院2015 届毕业设计（论文）

题目：三相四桥臂逆变电源的设计

专业：电气工程及其自动化

班级：浦电气1105

姓名：

指导老师：

起讫日期：

2015年6月

三相四桥臂逆变电源的设计

摘要

传统的三相逆变电源采用三桥臂结构，但是在不对称负载情况下，三相输出电压会产生负序分量和零序分量，这些因素会干扰系统的输出效果，造成系统三相电压输出不对称。为了抑制这种不对称的情况，本文引用了三相四桥臂拓扑结构。三相四桥臂逆变电源可以在三相负载不对称时保持三相输出电压的对称输出，且具有系统容量小成本较低的优点。

本文通过建立三相四桥臂逆变电源的数学模型，由数学模型可以得到输出电压和电感电流等各个变量之间的关系，从而实现对输出电压的控制。本文构建了基于瞬时对称分量法下四桥臂逆变器的平均模型，该逆变器在带三相不平衡负载的情况下，可以提供三相对称电压。三相电压和电流通过瞬时对称分量法可以分解为瞬时的正序、负序和零序分量，并在各自的参考系中转变成直流信号，再分别加以PI控制。同时本文给出了控制器设计的详细推导和软件实现方法。

关键词：三相四桥臂逆变电源，数学模型，对称分量，三相对称电压

The Design of Three-phase Four-leg Inverter

Abstract

Conventional three-phase inverter adopts three-leg topology. But when the loads are unsymmetric, undesired components of negative sequence and zero sequence which come from three-phase output voltages will cause unsymmetric output in system. For the sake of suppressing the asymmetry, a three-phase four-leg inverter which is proposed in this paper can ensure the three-phase symmetrical outputs when the loads are unsymmetric, in addition it has the advantage with smaller capacity and lower cost.

This paper establish four bridge three-phase inverter arm of the mathematical model, the model can get four bridge three-phase inverter arm of the output voltage and current, inductance of the relationship between the different variables, so it can realize the output voltage control.The thesis have built average models of a four-leg inverter based on the symmetrical components, and proposed a improved control strategy. Symmetrical components of three-phase voltage and current are decomposed into DC quantities which can be controlled by PI in their respective reference systems. This paper describes the detailed derivation of controller design and software implementation.

Keywords: four-leg three-phase inverter，mathematical model，symmetrical components，The three-phase symmetrical voltage

目录

摘要..........................I ABSTRACT.................................................................................II 第一章绪论. (1)

1.1本课题研究背景以及研究意义 (2)

1.2本课题的研究现状 (3)

1.2.1 具有带不对称负载能力的三相逆变电源 (4)

1.2.2 三相四桥臂逆变电源研究现状 (5)

1.3本课题的主要研究内容 (6)

第二章三相逆变器的数学模型 (7)

2.1在ABC静止坐标系中建立三相三桥逆变器的数学模型 (8)

2.2在ABC静止坐标系中建立三相四桥臂逆变器的数学模型 (9)

2.3三相四桥逆变器在dqo旋转坐标系中的数学模型 (10)

2.4本章小结 (11)

第三章三相四桥臂逆变电源的控制策略 (12)

3.1 对称分量法的理论与实现方法 (13)

3.2 正负零序分量的平均模型 (14)

3.3 正序、负序和零序分量的控制策略 (15)

3.4 系统仿真实验 (16)

3.5 本章小结 (17)

第四章三相四桥臂逆变电源系统的硬件设计 (18)

4.1 三相四桥臂逆变电源系统的总体设计 (19)