论文总字数：14785字

摘 要

在现代工业化过程中，电力电子技术不断发展，随着对于电能的质量要求的不断提高，为了适应柔性交流传输，电力系统中的无功功率补偿以及特高压远程输电等方面的快速发展的要求，高压大容量多电平逆变器得到了广泛应用，它主要的类型分为二极管钳位式、飞跃电容式、级联多电平式。为了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桥级联型。但是其中3H桥级联型在器件数量和控制方面不占优势，所以研究中以及应用中相对较多的是 2H桥级联型及2H-3H桥级联型。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。分析了工作原理，研究了调制策略，并搭建仿真模型进行了验证。

关键词： 多电平逆变器；2H-3H桥级联型；直流侧电压比

Analysis and research on the hybrid cascade inverter of 2H-3H bridge

Abstract

In the process of modern industrialization, power electronic technology development, with the continuous improvement of for electric energy quality requirements, in order to adapt to the flexible ac transmission, reactive power compensation in power system and the rapid development of the uhv aspects such as remote transmission, high voltage large capacity multilevel inverter has been widely applied, its main types are divided into diode clamping type, leap capacitive, cascade multilevel type. In order to increase the level of output voltage, Indian scholar Manjrekar proposed a hybrid cascade multilevel inverter, which mainly consists of 2H bridge cascade, 3H bridge cascade and 2H-3H bridge cascade. However, the 3H bridge cascade is not dominant in the number and control of devices, so the research and application are relatively more than 2H bridge cascade and 2h-3h bridge cascade. 2 h bridge cascade type dc side voltage than shows proximately 1:2:4 as 1:2:6, 1:3:9 several, but in the serial number is large, the first power unit"s contribution to the overall voltage is small, and the high pressure device, not the introduction of the low voltage grade unit; The traditional 2h-3h bridge dc side voltage ratio is 1:2, 1:4, 1:6, but there are problems of controlling complex or power backward delivery.

In this paper, the dc side voltage of the traditional 2h-3h bridge hybrid cascade inverter is required to be improved, so as to solve the problem of controlling the complex and power backward transmission. It is required to analyze its working principle, study its modulation strategy, and build simulation model verification.

Key words: Multilevel inverter ;2H-3H bridge hybrid;Dc side voltage ratio

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 混合级联逆变器的发展历史和现状 2

1.3 多电平逆变器的主要分类 2

2.1 常见的级联逆变电路 4

2.1.1 2H级联逆变电路 4

2.1.2 2H-3H级联逆变电路 5

2.2 改进混合级联逆变器直流侧电压比 6

2.2.1直流侧电压比为3：2的级联拓扑结构的提出 6

2.2.2直流侧电压比为3：2的级联拓扑结构的优点 7

第三章 混合级联多电平逆变器的调制及谐波分析 9

3.1 常用的PWM调制的方法 9

3.2 2H桥的PWM调制方法—单极性调制法控制 9

3.3 混合级联多电平逆变器调制方法—混合频率载波PWM方法 10

第四章 MATLAB仿真搭建改进后2H-3H桥的仿真模型 12

4.1 2H桥仿真模型 12

4.2 3H桥仿真模型 13

4.3直流侧电压比为3:2的2H-3H仿真模型 14

第五章 结语 17

致 谢 18

参考文献 19

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景

在电力系统运送传输中，多电平变换器为了适应柔性交流传输，电力系统中的无功功率补偿以及特高压远程输电等方面的快速发展的要求，和高电压高功率交流变频调速系统等多方面的要求，以及现在人类社会所造成的极其严峻的生态破坏的问题，越发得到全球对于绿色环保科技以及节约能源的科技的瞩目。

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