电力电子与电力传动专业优秀论文电力电子与电力传动专业优秀论文 基于不对称结构的新型多电平基于不对称结构的新型多电平变换器研究变换器研究关键词：多电平变换器关键词：多电平变换器 混合级联混合级联 燃料电池燃料电池 逆变电路逆变电路摘要：多电平变换器由于输出波形畸变小、dv/dt 小和系统的 EMI 小等特点成 为当前研究的热点，而且越来越广泛的应用于大功率电机驱动和交直流电力传 输等方面。但是目前的多电平变换器都存在一定的缺点，尤其当输出电平数增 加时，系统拓扑结构和控制复杂性显著增加，降低了系统的可靠性。本文主要 研究了组合式不对称多电平变换器和组合式不对称混合级联型多电平变换器的 拓扑构成方法和调制策略。 本文研究了组合式不对称多电平拓扑生成方法， 即采用不同的多电平基本单元拓扑，组合成不对称多电平变换器(AMC)。在此基 础上生成了几种新的拓扑结构。本文根据组成多电平变换器基本单元的拓扑相 同与否，把多电平变换器分成两类，定义如下： 当基本单元用相同的多电平 基本单元拓扑时，组合而成的电路称为对称多电平变换器(SMC)。 当基本单 元采用不同的多电平基本单元拓扑时，组合而成的电路称为不对称多电平变换 器(AMC)。 经研究AMC 拓扑发现，这种逆变电路的显著优点就是在保持输 出有效电平数的同时，能够减少开关元器件的数量。通过和其他多电平电路的 比较，也证明了这个结论的正确性。本文重点研究了一个不对称四电平变换器 和一个新型不对称六电平变换器，通过试验验证拓扑的正确性。 本文研究了 组合式不对称混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法，在此基础上提出了几 种新型拓扑，重点研究了不对称同构混合级联型多电平变换器和不对称异构混 合级联型多电平变换器。组合式不对称混合级联型多电平变换器拓扑的生成方 法可以分为两种：同构组合(AMC-AMC)以及异构组合(AMC-SMC)结构。 对于 AMC-AMC 结构，提出了一种新型单相不对称同构混合级联型多电平变换器。这 个级联拓扑特点：没有电压不平衡问题；器件数目少；通过改变直流电压的幅 值可以改变输出电平的个数。实验验证了新型拓扑的正确性。 对于 AMC-SMC 结构，提出了一种新型单相不对称异构混合级联型多电平变换器。该变换器由 一个不对称六电平变换器和一个 H 桥级联得到。当选用合适的调制策略时，不 对称单元两电平半桥的两个开关器件工作在基波频率，而三电平半桥的四个器 件工作在较高频率，而对称单元的器件工作在适中的频率。所以，这个拓扑具 有开关频率较高而耐压值相对较低的开关器件与高耐压值而开关频率较低的器 件将协同工作的优势。最后实验验证新型拓扑的正确性。本文研究了船舶燃料 电池动力系统结构，研制了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船，简单讨论了 混合级联型变换器在燃料电池动力系统中应用的可行性。为了研究燃料电池动 力系统，建立燃料电池模型。在建立的燃料电池模型的基础上，建立了燃料电 池动力系统模型。最后设计并实现了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船。燃 料电池实验船经过下水测试运行，以及功能和性能测试实验，证明其技术指标 和可靠性均达到设计要求。为今后在该方面的燃料电池应用积累了一定的经验。正文内容正文内容多电平变换器由于输出波形畸变小、dv/dt 小和系统的 EMI 小等特点成为 当前研究的热点，而且越来越广泛的应用于大功率电机驱动和交直流电力传输 等方面。但是目前的多电平变换器都存在一定的缺点，尤其当输出电平数增加 时，系统拓扑结构和控制复杂性显著增加，降低了系统的可靠性。本文主要研 究了组合式不对称多电平变换器和组合式不对称混合级联型多电平变换器的拓 扑构成方法和调制策略。 本文研究了组合式不对称多电平拓扑生成方法，即 采用不同的多电平基本单元拓扑，组合成不对称多电平变换器(AMC)。在此基础 上生成了几种新的拓扑结构。本文根据组成多电平变换器基本单元的拓扑相同 与否，把多电平变换器分成两类，定义如下： 当基本单元用相同的多电平基 本单元拓扑时，组合而成的电路称为对称多电平变换器(SMC)。 当基本单元 采用不同的多电平基本单元拓扑时，组合而成的电路称为不对称多电平变换器 (AMC)。 经研究AMC 拓扑发现，这种逆变电路的显著优点就是在保持输出 有效电平数的同时，能够减少开关元器件的数量。通过和其他多电平电路的比 较，也证明了这个结论的正确性。本文重点研究了一个不对称四电平变换器和 一个新型不对称六电平变换器，通过试验验证拓扑的正确性。 本文研究了组 合式不对称混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法，在此基础上提出了几种 新型拓扑，重点研究了不对称同构混合级联型多电平变换器和不对称异构混合 级联型多电平变换器。组合式不对称混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法 可以分为两种：同构组合(AMC-AMC)以及异构组合(AMC-SMC)结构。 对于 AMC-AMC 结构，提出了一种新型单相不对称同构混合级联型多电平变换器。这 个级联拓扑特点：没有电压不平衡问题；器件数目少；通过改变直流电压的幅 值可以改变输出电平的个数。实验验证了新型拓扑的正确性。 对于 AMC-SMC 结构，提出了一种新型单相不对称异构混合级联型多电平变换器。该变换器由 一个不对称六电平变换器和一个 H 桥级联得到。当选用合适的调制策略时，不 对称单元两电平半桥的两个开关器件工作在基波频率，而三电平半桥的四个器 件工作在较高频率，而对称单元的器件工作在适中的频率。所以，这个拓扑具 有开关频率较高而耐压值相对较低的开关器件与高耐压值而开关频率较低的器 件将协同工作的优势。最后实验验证新型拓扑的正确性。本文研究了船舶燃料 电池动力系统结构，研制了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船，简单讨论了 混合级联型变换器在燃料电池动力系统中应用的可行性。为了研究燃料电池动 力系统，建立燃料电池模型。在建立的燃料电池模型的基础上，建立了燃料电 池动力系统模型。最后设计并实现了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船。燃 料电池实验船经过下水测试运行，以及功能和性能测试实验，证明其技术指标 和可靠性均达到设计要求。为今后在该方面的燃料电池应用积累了一定的经验。多电平变换器由于输出波形畸变小、dv/dt 小和系统的 EMI 小等特点成为当前 研究的热点，而且越来越广泛的应用于大功率电机驱动和交直流电力传输等方 面。但是目前的多电平变换器都存在一定的缺点，尤其当输出电平数增加时， 系统拓扑结构和控制复杂性显著增加，降低了系统的可靠性。本文主要研究了 组合式不对称多电平变换器和组合式不对称混合级联型多电平变换器的拓扑构 成方法和调制策略。 本文研究了组合式不对称多电平拓扑生成方法，即采用 不同的多电平基本单元拓扑，组合成不对称多电平变换器(AMC)。在此基础上生成了几种新的拓扑结构。本文根据组成多电平变换器基本单元的拓扑相同与否， 把多电平变换器分成两类，定义如下： 当基本单元用相同的多电平基本单元 拓扑时，组合而成的电路称为对称多电平变换器(SMC)。 当基本单元采用不 同的多电平基本单元拓扑时，组合而成的电路称为不对称多电平变换器(AMC)。 经研究AMC 拓扑发现，这种逆变电路的显著优点就是在保持输出有效电平数 的同时，能够减少开关元器件的数量。通过和其他多电平电路的比较，也证明 了这个结论的正确性。本文重点研究了一个不对称四电平变换器和一个新型不 对称六电平变换器，通过试验验证拓扑的正确性。 本文研究了组合式不对称 混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法，在此基础上提出了几种新型拓扑， 重点研究了不对称同构混合级联型多电平变换器和不对称异构混合级联型多电 平变换器。组合式不对称混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法可以分为两 种：同构组合(AMC-AMC)以及异构组合(AMC-SMC)结构。 对于 AMC-AMC 结构， 提出了一种新型单相不对称同构混合级联型多电平变换器。这个级联拓扑特点： 没有电压不平衡问题；器件数目少；通过改变直流电压的幅值可以改变输出电 平的个数。实验验证了新型拓扑的正确性。 对于 AMC-SMC 结构，提出了一种 新型单相不对称异构混合级联型多电平变换器。该变换器由一个不对称六电平 变换器和一个 H 桥级联得到。当选用合适的调制策略时，不对称单元两电平半 桥的两个开关器件工作在基波频率，而三电平半桥的四个器件工作在较高频率， 而对称单元的器件工作在适中的频率。所以，这个拓扑具有开关频率较高而耐 压值相对较低的开关器件与高耐压值而开关频率较低的器件将协同工作的优势。 最后实验验证新型拓扑的正确性。本文研究了船舶燃料电池动力系统结构，研 制了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船，简单讨论了混合级联型变换器在燃 料电池动力系统中应用的可行性。为了研究燃料电池动力系统，建立燃料电池 模型。在建立的燃料电池模型的基础上，建立了燃料电池动力系统模型。最后 设计并实现了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船。燃料电池实验船经过下水 测试运行，以及功能和性能测试实验，证明其技术指标和可靠性均达到设计要 求。为今后在该方面的燃料电池应用积累了一定的经验。 多电平变换器由于输出波形畸变小、dv/dt 小和系统的 EMI 小等特点成为当前 研究的热点，而且越来越广泛的应用于大功率电机驱动和交直流电力传输等方 面。但是目前的多电平变换器都存在一定的缺点，尤其当输出电平数增加时， 系统拓扑结构和控制复杂性显著增加，降低了系统的可靠性。本文主要研究了 组合式不对称多电平变换器和组合式不对称混合级联型多电平变换器的拓扑构 成方法和调制策略。 本文研究了组合式不对称多电平拓扑生成方法，即采用 不同的多电平基本单元拓扑，组合成不对称多电平变换器(AMC)。在此基础上生 成了几种新的拓扑结构。本文根据组成多电平变换器基本单元的拓扑相同与否， 把多电平变换器分成两类，定义如下： 当基本单元用相同的多电平基本单元 拓扑时，组合而成的电路称为对称多电平变换器(SMC)。 当基本单元采用不 同的多电平基本单元拓扑时，组合而成的电路称为不对称多电平变换器(AMC)。 经研究AMC 拓扑发现，这种逆变电路的显著优点就是在保持输出有效电平数 的同时，能够减少开关元器件的数量。通过和其他多电平电路的比较，也证明 了这个结论的正确性。本文重点研究了一个不对称四电平变换器和一个新型不 对称六电平变换器，通过试验验证拓扑的正确性。 本文研究了组合式不对称 混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法，在此基础上提出了几种新型拓扑， 重点研究了不对称同构混合级联型多电平变换器和不对称异构混合级联型多电平变换器。组合式不对称混合级联型多电平变换器拓扑的生成方法可以分为两 种：同构组合(AMC-AMC)以及异构组合(AMC-SMC)结构。 对于 AMC-AMC 结构， 提出了一种新型单相不对称同构混合级联型多电平变换器。这个级联拓扑特点： 没有电压不平衡问题；器件数目少；通过改变直流电压的幅值可以改变输出电 平的个数。实验验证了新型拓扑的正确性。 对于 AMC-SMC 结构，提出了一种 新型单相不对称异构混合级联型多电平变换器。该变换器由一个不对称六电平 变换器和一个 H 桥级联得到。当选用合适的调制策略时，不对称单元两电平半 桥的两个开关器件工作在基波频率，而三电平半桥的四个器件工作在较高频率， 而对称单元的器件工作在适中的频率。所以，这个拓扑具有开关频率较高而耐 压值相对较低的开关器件与高耐压值而开关频率较低的器件将协同工作的优势。 最后实验验证新型拓扑的正确性。本文研究了船舶燃料电池动力系统结构，研 制了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船，简单讨论了混合级联型变换器在燃 料电池动力系统中应用的可行性。为了研究燃料电池动力系统，建立燃料电池 模型。在建立的燃料电池模型的基础上，建立了燃料电池动力系统模型。最后 设计并实现了一艘基于燃料电池电力驱动的实验船。燃料