【电力电子】【2017.05】一种新型三相五电平逆变器拓扑的设计与仿真

本文为美国内布拉斯加大学林肯分校（作者：Fares Al Juheshi）的硕士论文，共141页。

可再生能源在现代建筑的电气系统中高度集成。这些新系统的主要部件是功率电子开关，它们继承了来自信号放大器技术的基础，然后发展用于驱动高功率。目前，静态变流器可以连接具有不同电气特性的系统。例如，斩波器连接两个不同电压等级的直流系统，而逆变器则通过变幅和变频将直流电转换成交流电。由于多电平逆变器输出波形的质量优于标准逆变器，提出了一种新型的三相五电平逆变器拓扑结构。本文的目标是通过采用新的拓扑结构和调制技术，提高逆变器输出电压的效率，实现直流电压向交流电压的转换，从而达到节能和提高电力系统质量的目的。这种新型拓扑结构的主要优点是与传统设计相比，电力电子元件的数量在总体上减少了；逆变器元件的总价格降低了；总体积和重量减小了；使用所提出的调制技术减少了预先计算的总开关角，以及消除输出波形中的最大谐波，同时将输出的总谐波失真THD降到最低。

There is a high integration of renewableenergy sources in modern building electrical systems. The main components ofthese new systems are power electronics switches that inherit their foundationsfrom signal amplifier technologies and then developed to drive high powers.Nowadays, the static converter can connect systems with different electricalcharacteristics. For instance, choppers connect two DC systems with differentvoltage levels, whereas inverters transform power from DC to AC with variableamplitude and frequency. Since multilevel inverters offer a better quality ofthe output waveforms than standard inverters, a novel three-phase, five-levelinverter topology is proposed. The goal of this work is to conserve energy and enhancethe electrical system quality when it is converted from DC to AC voltage byincreasing the efficiency of inverter voltage output with a new proposedtopology and proposed modulation technique. The main advantages of this noveltopology are overall reduction in the number of power electronics componentswhen compared with traditional designs; reduction in the total price of theinverter components; reduction in the total volume and weight; reduction in thetotal pre-calculated switching angles using the proposed modulation technique,and eliminating the maximum harmonics in the output waveform, while at the sametime, minimizes the total harmonics distortion THD in the output.

第一章
1.1 概述
1.2 研究动机
1.3 本文研究目标
1.4 本文结构安排
第二章
2.1 概述
2.2 多电平逆变器（MIs）
2.3 结论
第三章
3.1 概述
3.2 基本开关频率
3.3 高开关频率
3.4 结论
第四章
4.1 引言
4.2 本文提出的三相五电平拓扑描述
4.3 本文提出的拓扑与现有拓扑的优点及比较
4.4 调制/控制技术
4.5 开关角的确定
4.6 结论
第五章
5.1 引言
5.2 新型三相五电平逆变器的仿真模型
5.3 模拟一个开关角的结果
5.4 模拟三个开关角的结果
5.5 新型三相五电平逆变器的PWM仿真模型
5.6 另一组直流电源（E1=E2=200）的仿真结果
5.7 结论
第六章
6.1 引言
6.2 未来工作展望

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