摘 要：三电平逆变器广泛应用于工业上的高压大容量交流调速领域。本文首先介绍了两电平逆变器的工作原理，阐述电压空间矢量调制技术的基本原理。然后，基于三电平逆变器的拓扑结构，详细分析了三电平逆变器的工作原理及其控制策略。提出一种新型电压空间矢量脉宽调制算法，利用转化的思想，将三电平逆变器电压空间矢量平面简化至两电平，然后再使用已经掌握的两电平的控制算法进行分析和控制。同时，针对直流侧电容电压不平衡问题，通过检测直流侧电容电压，改变小矢量作用时间来抑制中点电位波动。最后，基于Matlab/Simulink软件，搭建三电平逆变器控制系统，仿真结果表明该控制算法具有输出电压接近正弦，中点电位平衡的优点，并大大降低了开关损耗。57407

毕业论文关键词：三电平逆变器，电压空间矢量脉宽调制，Matlab/Simulink

Abstract: Three-level inverter has been used in the field of high voltage and large capacity of AC speed regulation widely. This paper introduces the working principle of two-level inverter, the basic principle of voltage space vector modulation technology. Then, the working principle and control strategy of three-level inverter is analyzed, topological structure based on three-level inverter. Three-level inverter voltage space vector plane is simplified to two-level inverter voltage space vector plane by a new type of voltage space vector pulse width modulation algorithm. It reduces calculation greatly and can make full use of the full-blown two-level inverter controlling method to analyze and control, and it is easier to be programmed as well. At the same time, the DC capacitor voltage imbalance is solved by detecting the DC capacitor voltage, changing the small vector time to suppress the fluctuation of neutral point potential. Finally, the control system of three-level inverter is built based on the Matlab/Simulink software. The simulation results show that the control algorithm has the advantages of sinusoidal output voltage nearly, neutral point potential balancing, and reduces the switching loss greatly.

Keywords: three-level inverter，SVPWM，Matlab/Simulink

目    录

1  引言 4

1.1  电力电子器件的发展 4

1.2  多电平逆变器技术的发展 4

1.3  三电平逆变器控制策略简述 5

1.4  本文研究的主要内容 5

2  逆变器SVPWM技术 6

2.1  电压空间矢量定义 6

2.2  两电平逆变器的SVPWM算法 7

3  三电平逆变器简化SVPWM控制方略 15

3.1  三电平逆变器的拓扑结构 15

3.2  简化的SVPWM控制算法 16

3.3  中点电位平衡控制 17

4  仿真与分析 20

结论 22

参考文献 23

致谢 24

1  引言

1.1  电力电子器件的发展

器件和变换技术随着电力电子技术的发展已经历过以下四个阶段 ：

（1）最早出现的开关器件是晶闸管（SRC）、门极可关断晶闸管（GTO）。SRC被称为半控型器件。其特点是：当需要关断时，添加一些辅助器件或者一些相应的电路才能关断这些半控型器件，同时其本身还可以实现无源逆变。相对来说，GTO能够自行关断，不足的是，驱动自行关断的电路比较复杂，而且功率大。总的来说二者的工作电流都很大，一般常用于一些容量较大的变频器。