八開關(guān)三相逆變器脈寬調(diào)制和預(yù)測控制算法研究.pdf

1、三電平中點(diǎn)鉗位型(Neutral-Point-Clamped，NPC)逆變器自1981年被提出以來，已廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。然而，某一橋臂的功率開關(guān)器件發(fā)生故障將對(duì)三電平NPC逆變器的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。對(duì)此，可將三電平NPC逆變器轉(zhuǎn)化為單橋臂故障容錯(cuò)拓?fù)?，使其在某一橋臂故障后能夠轉(zhuǎn)化為八開關(guān)三相逆變器(Eight-Switch Three-PhaseInverter，ESTPI)。本文對(duì)ESTPI多種空間矢量脈寬調(diào)制(Space Ve

2、ctor Pulse-WithModulation，SVPWM)算法、直流電壓利用率提高方法和ESTPI-異步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)兼顧直流側(cè)電容電壓波動(dòng)抑制的模型預(yù)測控制算法進(jìn)行了研究。
　　首先，介紹了三種ESTPI的拓?fù)浼捌鋵?duì)應(yīng)的SVPWM算法的基本原理，并研究了ESTPI的數(shù)學(xué)模型。為了揭示三種ESTPI各自基于全部電壓矢量的SVPWM算法SVPWM-1和基于六個(gè)小矢量與零矢量的SVPWM算法SVPWM-2的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)這六種SVP

3、WM算法進(jìn)行了比較研究。為了提高ESTPI直流電壓利用率，對(duì)其SVPWM過調(diào)制算法進(jìn)行了研究，并提出了一種基于疊加原理的SVPWM-2過調(diào)制算法。通過仿真和硬件在回路(Hardware-in-the-loop，HIL)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論分析的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　然后，介紹了ESTPI的載波脈寬調(diào)制(Carrier-based Pulse-Width Modulation，CBPWM)算法的基本原理?；谝?guī)則采樣法，分別推導(dǎo)了SVPWM

4、-1和SVPWM-2線性調(diào)制區(qū)等效CBPWM算法，并對(duì)這兩種CBPWM算法進(jìn)行了比較研究，從而揭示了SVPWM-1和SVPWM-2的內(nèi)在聯(lián)系。為了從CBPWM算法角度出發(fā)，提高ESTPI直流電壓利用率，基于規(guī)則采樣法，推導(dǎo)了基于疊加原理的SVPWM-2過調(diào)制算法等效CBPWM算法，并歸納了ESTPI全調(diào)制度范圍內(nèi)SVPWM算法等效CBPWM算法調(diào)制函數(shù)變化規(guī)律。通過仿真和HIL實(shí)驗(yàn)對(duì)理論分析的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，為了使E