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本文以大功率三电平PWM整流器为研究对象,通过理论分析、软件仿真和样机实验等方法,对其数学模型、控制策略、调制算法及一些相关问题进行了深入的研究。本文首先分析了二极管中点箝位型三电平PWM整流器的工作原理,并由此推导了其在三相静止坐标系下的数学模型；然后分别基于幅值恒定和恒功率的坐标变换原则,建立了对应的三电平PWM整流器的d-q模型,为后文控制系统的设计奠定了基础,也提供了方便。论文运用前馈解耦双闭环控制策略,在Matlab软件中搭建了NPC三电平PWM整流器的控制系统仿真平台。随后针对坐标变换所需的旋转角度,以电网电动势定向d轴,详细分析了电网在平衡与不平衡状态下的特性,给出了相应的锁相环解决方案,设计了过零锁相所需的同步脉冲板,通过实验证明了电网平衡状态下锁相环方法的有效性。论文重点研究了适用于NPC三电平整流器的脉宽调制算法,基于传统的SVPWM原理,从整流器交流侧电压谐波含量的角度出发,分析得出PN型小矢量交替首发的开关顺序可以有效消除偶次谐波。随后分别探讨了基于两电平的SVPWM调制算法和基于g-h坐标系下的SVPWM调制算法,旨在简化传统方法在数字系统实现时的繁杂计算,同样对其进行谐波分析,效果与传统方式一致。最后提出了一种特定谐波消除算法,将其成功运用到三电平PWM整流器双闭环控制系统中,结果表明该方法能够达到消除特定阶次谐波的目的。论文研究了NPC三电平PWM整流器的中点平衡问题,理论分析了造成中点电位偏移的原因,对比了多种中点平衡解决方案并最终选用f因子调节方式对中点电位进行有效控制。本文基于TMS320F28335数字开发板,研制了一套基于IPM模块的NPC三电平PWM整流器控制方案,并设计了西门子OP177B触摸屏的控制界面,可以保证控制信号和显示参数的准确互传。