《一種基於部分單元能量回饋的級聯多電平逆變器研究》是依託武漢大學，由劉飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一種基於部分單元能量回饋的級聯多電平逆變器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉飛
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雖然單元級聯多電平逆變器在高壓變頻器中套用廣泛，但以電氣節能為目的能量回饋技術其工業套用進展緩慢，主要制約因素是隨著級聯單元越多，採用PWM變換器的控制系統越複雜，需要檢測的信息量也越多，給整個系統的穩定性帶來不利影響。為了克服以上技術難點，並填補和完善級聯多電平拓撲結構的研究體系，本項目提出一種二極體整流與PWM整流單元協同工作的新型級聯多電平拓撲結構，即在傳統拓撲中只採用一部分PWM變換器替代原有的二極體整流電路實現能量雙向流動控制，從科學層面上分析傳統採用二極體整流級聯多電平技術與採用PWM整流的級聯多電平技術之間的共性問題與工作機理，並拓展出二極體整流與PWM整流協同工作下新型級聯多電平技術關鍵問題的研究。此外針對該新型級聯多電平拓撲結構的逆變器，研究二極體整流單元級聯與PWM整流單元級聯的統一數學模型，研究新拓撲下能量回饋的協調控制策略，並通過仿真與實驗驗證理論分析的正確性。
結題摘要
本項目的主要目標是將二極體不控整流功率單元和PWM整流功率單元進行級聯多電平控制實現電動機再生能量回饋。在項目三年的執行過程中首先從拓撲結構上提出二極體不控整流單元和PWM整流單元新型級聯多電平混合結構。其次為了保證電動機再生能量全部經過PWM整流單元回饋到電網的關鍵點，即需要電動機再生能量不能流入到二極體不控整流單元的直流側，同時保證二極體不控整流單元後端H橋逆變電路參與電動機負載降頻減速的PWM調製工作中提出了二極體整流單元直流側旁路方法和二極體整流單元H橋逆變器輸出無功方法，通過仿真和實驗驗證了兩種方法的可行性，尤其在兩種不同類型單元協調控制方面，只需檢測電機電流有效值和普通單元直流電壓，就可以根據V/F曲線、降頻速度、電機極對數和轉動慣量等少數參數計算出所有單元的調製波，控制電機的再生能量全部流向PWM整流單元直流側，而不是流入二極體整流單元直流側使直流電壓泵升，同時控制PWM整流單元工作在PWM逆變過程不僅可以將電動機再生能量回饋到電網，且網側併網電流諧波含量少和單位功率因數饋入。目前在新型級聯多電平拓撲和能量回饋控制策略方面已經完成理論分析工作。為了開展實驗驗證工作，搭建了5單元級聯多電平逆變實驗平台，其中1個PWM整流單元和4個二極體不控整流單元，在該實驗平台上實現了1個PWM整流單元回饋異步電動機所有再生能量，而其餘4個二極體不控整流單元直流側電壓穩定沒有泵升現象。截止2014年12月在該項目上已培養碩士4名，博士生1名，在國際學術期刊、國內國際會議及國內期刊上發表論文7篇，被SCI收錄2篇、EI收錄3篇，申請國家發明專利3項，已授權1項。
