摘要多电平逆变器的研究是现代电力电子技术的最新发展方向之一，多电平技术使得逆变电路能够承受更高的电压等级，能够改善输出电压波形和减小开关管所受应力。正激电路与传统多电平逆变电路相比电路拓扑简洁，输入输出电气隔离等优点。本文在正激式直流变换器的基础上，对其拓扑结构加以改变拓展，综合二极管钳位与级联多电平的设计方法提出了正激式五电平逆变器的拓扑，对其运行原理、控制策略及参数设计进行了深入地研究，并搭建了开环和闭环仿真模型验证五电平逆变器的可行性。80185

毕业论文关键词  正激  五电平  逆变器  级联

毕业设计说明书外文摘要

Title    Analysis and Design of a Forward Active Multilevel Inverter                             

Abstract Study on the multi level inverter is one of the development directions of modern power electronic technology。Multilevel technology makes the inverter circuit to withstand higher voltage levels, also improves the output voltage waveform and reduces the switch stress。 Compared with the traditional multi level inverter circuit, the circuit topology is simple and the input and output of the inverter circuit is isolated。This paper is based on a forward inverter。The topology is changed and expanded to propose a forward five-level inverter by using diode clamp cascaded multilevel design 。 The operation principle, control strategy and parameter design are studied deeply, and the simulation model of open loop and closed loop is set up to verify the feasibility of the five level inverter。

Keywords  Forward  Five-Level  Inverter  Cascade

目   次

1  绪论 1

1。1  逆变技术背景简介 1

1。2  多电平技术的发展与主要拓扑 1

1。3  本课题的工作内容 2

2  正激式多电平逆变器的拓扑结构推导 4

2。1  正激两电平电路 4

2。2  新颖的三电平正激直流变换器 4

2。3  正激五电平直流变换器拓扑结构的推导 5

2。4  正激式五电平逆变器拓扑结构 5

3  正激式多电平逆变器控制原理、运行状态及参数设计 7

3。1  正激式多电平逆变器控制原理 7

3。2  正激式五电平逆变器的运行原理 10

3。3  开关管承受的电压应力分析14

3。3  关键参数的设计 15

4  正激式多电平逆变器的仿真实验与结果 20

4。1  正激式五电平逆变器的开环仿真 20

4。2  正激式五电平逆变器三种性质负载闭环仿真 23

结论  29

致谢  30

参考文献31

1  绪论

1。1  逆变技术背景简介

逆变技术（直流转换成交流电源）是现代发电、输电、配电和有效利用电源的关键技术之一。逆变器在变频调速、空调调节、不间断电源、弧焊电源[1]、感应加热、高压直流输电、电动汽车驱动、静止无功补偿器、有源滤波器、柔性交流输电系统、直流电源（如获得电能的太阳能电池，板，或燃料电池）等领域起关键作用。随着各种用电设备容量越来越大，而各种开关管的更新换代却较慢，因此多电平技术越来越得到重视，以减小开关管电压应力实现设备大容量化。

多电平逆变器在工业生产和生活具有重要价值[2]，经典的拓扑结构已经被证明在大范围的高功率中压应用是一个可行的方法，但是受限于工作频率会产生很大的噪音，且体积笨重，本文试图以正激电路为基础，进而探讨一个新的拓扑结构，实现高频的五电平DC/AC变换。正激电路拓扑简洁，能够实现输入输出电气隔离[3]，本文将研究五电平电路，电平数增多带来的最直接优点就是开关管所受应力减小，输出电压含有的谐波含量也会大大降低，然而电平数增多也会导致电容分压难以平衡，所以实现电容分压均衡将会是本文最重要的工作。