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毕业设计文献综述

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《T型三电平并网逆变器控制研究》文献综述1.发展背景 (2)2.国内外发展现状 (2)3.两电平逆变器 (3)3.1两电平逆变电路原理图 (3)3.2两电平逆变电路仿真波形 (4)3.3正弦脉宽调制的调制算法 (4)4.三电平逆变器 (4)4.1二极管钳位型三电平逆变器 (5)4.11二极管钳位式三电平逆变器主电路结构图 (5)4.12二极管钳位式三电平逆变器工作原理 (5)4.13二极管钳位式逆变器特点 (6)4.2与两电平逆变器比较 (6)5.T型三电平逆变电路 (7)5.1T型三电平逆变器主电路结构图 (7)5.2T型三电平逆变器主电路工作原理 (8)5.3与NPC型三电平逆变器的比较 (9)6.空间矢量脉宽调制方法 (10)6.1基本思想 (10)6.2原理与实现 (10)6.3直流电压利用率 (11)6.4调制函数 (12)7.中性点平衡分析与设计 (12)8.滤波器设计 (13)8.1逆变器输出电压波形的技术指标 (13)8.2三相 SPWM 逆变电路谐波分析 (13)8.3输出电压周期对谐波影响 (15)8.4调制电压对谐波含量的影响 (15)8.5巴特沃思滤波器设计步骤 (15)9.逆变器的PFC分析与设计 (16)9.1设计背景 (17)9.2交错并联Boost PFC电路 (17)9.3主要元件参数设计 (18)9.31储能电感设计 (18)9.32输出电容设计 (20)附录：参考文献 (20)1.发展背景随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，并网逆变器的研发受到世界各国的普遍关注。

并网效率和并网电流电能质量是并网逆变器的两个重要指标,PWM调制方式对效率和并网电流电能质量存在关键的影响。

在此背景下，研究逆变器的拓扑结构以及其控制策略和并网控制方案。

随着太阳能、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大，对逆变器效率的要求也越来越被制造商所重视，因此三电平的拓扑结构便应运而生。

众所周知，传统的两电平并网逆变器开关损耗大，直流电压利用低，输出电流谐波高，无法实现高压高质量的并网要求。

多电平逆变器不同于两电平变换器，其中采用电容或独立电源等方式产生多个电平，通过将多个功率器件按一定的拓扑结构组成可提供多电平输出的逆变电路，其主要目的是以尽量多的电平输出来逼近理想的正弦波形，从而减弱输出波形中的谐波影响。

在获得高压输入输出特性的同时，多电平逆变器也减轻了器件上的高压应力，可以使用较低电压等级的器件构造高压变流器，解决了器件串并联带来的问题。

多电平逆变器的出现，是电力电子技术发展的一个里程碑，它使得高压变频调速技术迅速走向了实用化，让我们看到了高性能控制在高压变频技术上的应用的希望。

近几年来,多电平逆变器成为人们研究的热点课题.三电平逆变器是多电平逆变器中最简单又最实用的一种电路。

与传统两电平结构相比，三电平结构除了使单个IGBT阻断电压减半之外，还具有谐波小、损耗低、效率高等优势。

前几年,随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持，全球光伏发电逆变器的销售额逐年递增,光伏发电用逆变器进入了一个快速增长的阶段。

但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜分，欧洲是全球光伏市场的先驱,具备完善的光伏产业链，光伏逆变器技术处于世界领先地位。

SMA 是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业(德国市场占有率达50%以上)，约占全球市场份额的三分之一,第二位是Fronius。

全球前七位的生产企业占领了近70%的市场份额。

金融危机以后，美国、意大利市场迅猛发展，尤其是美国市场,奥巴马政府上台以后，发展速度非常之快,将取代德国成为世界上最大的光伏逆变器消费市场。

目前国内光伏并网逆变器市场规模较小，国内生产逆变器的厂商众多，但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多，但是不少国内企业已经在逆变器行业研究多年，已经具备一定的规模和竞争力，但在逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有较大差距。

国内市场规模虽然较小，但未来光伏电站市场的巨大市场发展空间和发展潜力给国内企业带来发展的历史机遇。

逆变器仍需进一步提高和发展。

这也就是研究并网逆变器的意义之所在。

2.国内外发展现状三电平结构作为多电平逆变器拓扑结构之一，自日本长冈科技大学难波江章（A.Nabae）等人于1980 年在IEEE 工业应用年会提出以来，这种拓扑结构在实际工业现场获得了广泛的应用。

从20世纪90年代以来，以高压IGBT、IGCT为代表的性能优异的复合器件的发展引人注目，并在此基础上产生了很多新型的高压大容量变换拓扑结构，成为国内外学者和工业界研究的重要课题。

我国也有不少单位在研究、开发和引进高压大容量多电平变换器的技术和设备。

三电平逆变器的结构较简单，其电路拓扑形式从一定意义上来说可以看成多电平逆变器结构中的一个特例，它的中点钳位及维持中点电位动态平衡技术、功率器件尖峰吸收缓冲电路、PWM算法简化及控制策略、高压功率器件的驱动及系统的工作电源等也是多电平逆变器控制需要研究解决的问题。

从目前功率开关器件发展的水平来看，短时间还不可能出现耐压上万伏的器件，多电平技术是解决高压大功率变频调速的一个有效途径同时在当前电力系统高压直流输电的趋势下，多电平技术在电力输配电方面也有着重要的作用。

目前关于三电平逆变器拓扑研究主要包括几种：（1）二极管箝位型三电平逆变器（又称npc型）,是三电平逆变器拓扑结构中发展最早的也是目前应用最普遍的一种拓扑结构。

（2）飞跨电容式多电平逆变器（3）多单元串联多电平逆变器（4）T字型三电平逆变器。

在T型三电平并网逆变器中的常用的调制方式有两种：（1）空间矢量控制（2）不连续调制。

其中空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)方法输出电流谐波成分少、低脉动转矩、具有比SPWM高15％的电源利用率，物理概念清晰，算法简单且适合数字化方案，适合于实时控制，是三电平逆变器首选的PWM控制方法。

目前多电平逆变器研究的难点主要集中多电平逆变器技术所固有的一些缺陷，例如这种技术开关管子比较多，控制比较复杂；中点钳位结构的多电平逆变器中，存在直流侧电压平衡问题等因此随着相关技术的发展和新型控制策略的提出，多电平技术将会发展到一个新的阶段。

3.两电平逆变器3.1两电平逆变电路原理图图1原理图3.2两电平逆变电路仿真波形图2仿真波形3.3正弦脉宽调制的调制算法三角波变化一个周期，它与正弦波有两个交点，控制逆变器中开关元件导通和关断各一次。

要准确的生成SPWM波形，就要精确的计算出这两个点的时间。

开关元件导通时间是脉冲宽度，关断时间是脉冲间隙。

正弦波的频率和幅值不同时，这些时间也不同，但对计算机来说，时间由软件实现，时间的控制由定时器完成，是很方便的，关键在于调制算法。

调制算法主要有自然采样法、规则采样法、等面积法等。

①自然采样法按照SPWM控制的基本原理，在正弦波与三角波的交点进行脉冲宽度和间隙的采样，去生成SPWM波形，成为自然采样法。

②规则采样法为使采样法的效果既接近自然采样法，没有过多的复杂运算，又提出了规则采样法。

其出发点是设法使SPWM波形的每个脉冲都与三角波中心线对称。

这样计算就大大简化了。

③双极性正弦波等面积法正弦波等面积算法的基本原理为:将一个正弦波等分成H个区段，区段数Ht一定是6的整数倍，因为三相正弦波，各项相位互差120°，要从一相正弦波方便地得到其他两相，必须把一个周期分成6的整数倍。

Ht越大，输出波形越接近正弦波。

在每一个区段，等分成若干个等宽脉冲(N)，使这N个等宽脉冲面积等于这一区段正弦波面积。

采用这种方法既可以提高开关频率，改善波形，又可以减少计算新脉冲的数量，节省计算机计算时间。

其正弦波面积为。

输出频率f与区段数Hi，每个区段脉冲数N及脉冲周期T（us）之间的关系式4.三电平逆变器4.1二极管钳位型三电平逆变器二极管钳位型逆变器又称中性点钳位型(Neutral Point Clamped-NPC)逆变器。

电路结构由A．Nabce等人在1980年JAS年会上提出，以两电平逆变器为基础，直流侧电容数量增加到两个，每相桥臂开关管数量由两电平的两个变为四个，并在每相桥臂上增加钳位二极管。

从而在正、负两种电平的基础上，加入了一个0电平，变成三电平，使得输出电压波形的正弦度提高，波形质量有一定改善。

4.11二极管钳位式三电平逆变器主电路结构图图3主电路结构图4.12二极管钳位式三电平逆变器工作原理每个桥臂由两个开关管串组成，每个串由两个相匹配的管串联而成，降低管子的耐压。

每个桥臂具有三种输出状态0，1和2，以A相电路为例，当、导通时，A相为0态，输出电压为；当、导通时，A相为1态，电压为0；当、导通时，A 相为2态，输出电压为。

于是A相输出可以得到、0、个值。

表1 二极管钳位式三电平逆变器开关状态与输出电压的关系对于三相三电平逆变器由于每相都有三种电平输出，故三相输出共有33=27个电平状态，对应着空间矢量控制的27个矢量状态，如图2所示。

图4三电平逆变器电压空间矢量图4.13二极管钳位式逆变器特点⑴每个开关器件承受的直流侧电压值降低为直流侧电压值的一半；波形质量得到改善的同时降低了开关频率；⑵电压上升率dv／dt降低为两电平变流器的一半；⑶输出电压电平数的增多，每个电平相对幅值降低，电压变化减小，电流脉动降低，降低了电磁干扰；⑷三相中某项输出电压为零时有电流流入或流出直流侧电容中点，当流入与流出电流不相等时造成上下电容电压不等，中点电位漂移，影响输出电压波形质量；⑸同一桥臂上的功率器件的开关频率不同，桥臂中部的功率开关和靠近直流母线侧的功率开关相比，前者的导通时间远大于后者，所承担的负荷也较重。

造成开关器件的利用率不同。

4.2与两电平逆变器比较与二电平逆变器相比，三电平逆变器的主要优点是：⑴器件相对于中间回路直流电压具有2倍的正向阻断能力；⑵同样功率等级的半导体开关器件，输出功率可以提高一倍，开关频率降低50％；⑶三电平拓扑把输出第一组谐波移频带移至二倍开关频率的频带区，提高了谐波频率，减小了滤波器的体积，同样控制方式下，三电平逆变器的输出谐波小。

因此，三电平逆变器在高压、大功率领域得到了广泛的应用。

5.T型三电平逆变电路5.1T型三电平逆变器主电路结构图图5 结构图图6 T型三电平逆变器单向拓扑5.2T型三电平逆变器主电路工作原理T字型电路和NPC三电平相比较,使用的器件更少,少了两个符位二极管;从电路上面可以看出来,在输出正电平或者负电平时,电流流经器件的个数减少了,相应的导通损耗也会减小。

T 型三电平根据反向串联的箝位开关接法不同分为共集电极和共发射极两种,原理上并没有什么不同,但是对于三相电路来说,两电平电路需要4路独立的驱动电源,NPC电路需要10路独立的驱动电源,共发射极的T型三相电路需要7路,而共集电极只需要5路,更有利于功率密度的提升。

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本科毕业设计文献综述的写作指导及综述

本科毕业设计文献综述的写作指导及综述

本科毕业设计文献综述的写作指导及综述本科毕业设计文献综述是对已有文献进行梳理、总结和分析的过程，目的是为了了解研究领域的研究现状、研究方法和研究成果，为本科毕业设计的开展提供理论依据和参考。

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可以按时间顺序、研究方法、研究结果等方面进行分类，提取出每类文献的主要观点和结论。

本科毕业设计文献综述范例

本科毕业设计文献综述范例

本科毕业设计文献综述范例一、引言大学本科毕业设计是学生在校期间的重要任务之一、毕业设计旨在让学生在所学专业领域中运用所学知识和技能，提升实践能力，为将来的职业生涯打下良好的基础。

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二、文献综述的目的与意义文献综述是对所选择研究课题的相关文献进行查找、分析、整理和评价的过程。

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文献综述的目的在于为研究问题提供依据和背景知识，并为后续研究提供参考和借鉴。

三、文献综述的步骤与方法1.选择研究课题：选择一个合适的研究课题是进行文献综述的第一步。

研究课题可以根据个人兴趣、专业背景、社会需求等方面进行选择。

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可以按照研究方法、研究对象、研究结果等进行分类，以帮助理清研究领域的研究现状。

5.撰写文献综述：根据整理好的文献资料，撰写文献综述。

综述一般包括引言、研究背景、文献总结、存在问题和研究动态等内容。

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2.研究背景：对研究领域的历史发展和现状进行介绍，分析研究领域的问题和挑战。

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4.存在问题：分析已有文献中存在的不足和亟待解决的问题，并提出研究的动力和动机。

5.研究动态：介绍研究领域的最新发展和热点问题，说明自己研究项目的创新点和价值。

五、结论本篇综述介绍了本科毕业设计文献综述的步骤和方法，并给出了一个完整的文献综述结构和内容的范例。

毕业设计结构深化设计文献综述怎么写

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毕业设计结构深化设计文献综述怎么写一、概述毕业设计结构深化设计是毕业生在大学最后阶段最为重要的学术任务之一。

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