二极管钳位型三电平逆变器的研究

与传统变换器相比,在很多中高压大功率场合,多电平变换器有诸多优势:如单管承受电压减小,开关损耗降低,电磁干扰减小等。在这一背景下,本文对二极管钳位型三电平逆变器做了一系列的研究。 介绍和分析了二极管钳位型三电平逆变器的拓扑结构,详细阐述了其运行特点。同时也对该拓扑存在的一些问题和研究方向作了说明。 研究了三电平逆变器的两种调制方式。对于SPWM调制方式,在介绍其常规实现方法的同时,指出其在数字化实现时的难点,并提出改进措施;对于SVPWM调制方式,介绍了其基本的策略,指出计算的复杂性,引入了60°坐标系的转换法以简化调制方法。在MATLAB下分别建立了两种调制方式的仿真模型,以相关理论进行验证,仿真结果从理论上验证了在二极管钳位型三电平逆变器中应用以上两种调制方式的正确性与可行性。 搭建了三电平系统的实验平台,对系统的硬件参数进行了确定,包括直流侧中点电容的计算,IGBT参数的选取以及钳位二极管的选取等。设计了三电平的控制系统,包括DSP及外围电路、IGBT驱动、驱动接口和限流电路等。结合实验台架,对改进后的三电平逆变器SPWM调制策略进行了实验,实验结果证明了二极管钳位型三电平试验台架电路系统、控制系统的正确性,以及改进后三电平逆变器SPWM调制策略的可行性。