2H-3H桥混合级联逆变器的分析与研究开题报告

 2022-12-02 19:09:24

1. 研究目的与意义

随着电力电子技术的飞速发展,高压大容量多电平逆变器得到了广泛应用,其主要拓扑结构有二极管箝位型、飞跨电容型、H桥级联型。为增加输出电压的电平数,印度学者Manjrekar提出了混合级联多电平逆变器,主要有2H桥级联型、3H桥级联型以及2H-3H桥混联型。3H桥级联型在器件数量和控制方面不占优势,故应用较多的拓扑为2H桥级联型及2H-3H桥混联型。2H桥级联型直流侧电压比有1:2:4,1:2:6,1:3:9几种,但在串联数较多时,第一功率单元对整体电压的贡献很少,且对于高压装置,不宜引入电压等级太低的单元;传统2H-3H桥直流侧电压比有1:2,1:4,1:6几种,但存在控制复杂或功率倒送等问题。

本课题要求对传统2H-3H桥混合级联逆变器的直流侧电压进行改进,以解决控制复杂和功率倒送的问题。要求分析其工作原理,研究其调制策略,并搭建仿真模型验证。

2. 课题关键问题和重难点

1、H桥混合级联多电平逆变器的工作原理分析,现有哪些类型,如2H桥级联、3H桥级联、2H-3H桥级联型,各有何特点。

2、本课题2H-3H桥有何优势;如何进行调制,研究2H桥级联、3H桥级联、2H-3H桥级联型的调制方式,避免功率倒灌。

3、如何改进2H-3H桥级联型,如何分配2H桥和3H桥的直流侧电压以产生更多的电平数,向高电压等级扩展,并更大程度地发挥高压幵关管的高耐压特性,

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3. 国内外研究现状(文献综述)

常见的混合级联逆变器拓扑主要有三种,2H桥混合级联、3H桥混合级联以及2H-3H桥桥混合级联。具体的,根据级联单元的电平数和电压等级,对己提出的级联型逆变电路进行分类,又3H级联结构在器件数量和控制方面不占优势,因而下面就其他两类级联方式进行讨论。

2H桥级联分为两种情况,一是各单元直流侧电压相等(传统级联型),二是各单元直流测电压不等,文献[1]中根据Udc的比不同又分为三种,即1:2:4:8 ,1:2:6:18,以及1:3:9:27。

而2H-3H桥混合级联也是分为各单元直流侧电压相等与不相等两种,在各单元直流侧电压不相等的情况下,文献[1]提出根据Udc的比不同又分为三种,即1:2(七电平),1:4(十一电平),1:6(十五电平)。2H-3H桥混合级联直流侧电压比为时输出七电平,与三个桥传统级联电路相比,输出电平数和主开关器件数目均相同,不占优势。直流侧电压比为时,理论上虽然可以避免功率倒送,但控制相对复杂。直流侧电压比为时输出电平,两单元电平分配方式具有唯一性,显然多个电平处有功率倒送问题。

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4. 研究方案

1、查阅资料

针对所选的题目查找设计所需要的资料,了解相关的一些信息。

2、熟练掌握设计所需要的内容

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5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料,并理解有关内容;

第 2 周 翻译相关英文资料;

第 3 周 提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;

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