一种单相三电平中点钳位整流器的SVPWM控制方法

《一种单相三电平中点钳位整流器的SVPWM控制方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据2007年7月第22卷第7期电工技术学报TRANSACTIONS0FCHINAELECTROTECHNICALSoCIETYV01．22NO．7Jul．2007一种单相三电平中点钳位整流器的SVPWM控制方法宋文胜冯晓云蒋威(西南交通大学电气工程学院成都610031)摘要针对单相电压型三电平中点钳位(NPC)整流器，首先分析其工作原理，建立其基于开关函数的数学模型。针对单相三电平整流器直流侧两电容电压调节不平衡问题，探讨了一种基于空间电压矢量调制(SVPWM)控制方法和电压前馈的中点电位控制方法，并在Matlab环境下进行了计算机仿真。仿真结果表明，在机车运行

2、的两种典型工况即牵引和再生制动下，SVPWM调制使得牵引变压器一次侧功率因数接近于1，在电网侧可获得近似正弦的电流波形，而且该调制方法易于离散数字化实现。该电压平衡方法能够有效地平衡直流侧电容电压。关键词：PWM整流器三电平中点电位控制SVPWM中图分类号：TM921．45ASVPWMMethodforSinglePhaseThree-LevelNPCVoltage-SourceRectifierSongWenshengFengXiaoyunJiangWei(SouthwestJiaotongUniversityChengdu610031China)AbstractT

3、heoperatingprincipleofsinglephasethree—levelneutral—point—clamped(NPC)voltagesourcerectifierisanalyzedfirstly，anditsmathematicalmodelisfoundedwithswitchingfunctions．AccordingtotheproblemofDC—linkvoltageunbalanceforsinglethree—levelrectifier，spacevectormodulationPWMmethod(SVPWM)andfeedba

4、ckneutralpointpotentialvoltagecontrolarediscussed，andthecomputersimulationinMatlabiscarried．Thesimulationresultsshowthatunderthetwotypicalmodesofthelocomotives，tractionandregenerativemodes，thepowerfactoronthelinesideisnearlyunitybytheSVPWMstrategy，andthewaveformofthecurrentonthelineside

5、isnearlysinusoidal．Themethodiseffectiveindiscreteimplementation．ThecapacitorsvoltageoftheDC—linkisbalancedbythevoltagebalancingmethod．Keywords：PWMrectifier，three—level，neutral—pointvoltagecontrol，SVPWM1引言迄今为止，我国铁路已经先后进行了六次大提速，在2007年4月18日的第六次提速中，和谐号CRH2系列的交流传动高速动车组，已在我国铁路旅客运输中起着至关重要的作用。电

6、压型PWM整流器是交流传动系统的一个重要组成部分，目前国内电力机车使用的PWM整流器普遍采用两电平拓扑结构【l】，存在开关器件所承受的电压应力较大的铁道部重点项目(20060802)资助项目。收稿日期2007-02—28改稿日期2007—06—25缺点，而和谐号CRH2动车组所采用的三电平NPC结构[2】的PWM整流器具有开关器件所承受的电压应力低、容量大、成本低等特点，而且能产生5个电平的线电压，在相同开关频率及控制方式下，其输出电压和电流中的谐波含量远小于传统的两电平变流器。本文主要以单相三电平NPC型PWM整流器【3‘51为研究对象，从分析其主电路结构出发，利用

7、开关函数的概念，建立了其数学模型，将三相PWM逆变器和整流器的SVPWM控制思想引入单相三电平PWM整流器中，探讨了一种适合于单相三电平整流器的SVPWM调制方法，为解决三电平整流器直万方数据70电工技术学报2007年7月流侧电压不平衡问题，引入一种电压前馈的直流侧电容电压平衡方法‘61，并进行了计算机仿真。2PWM整流器工作原理及数学模型单相三电平PWM整流器主电路如图1所示。采用8个功率开关器件来构成两组对称的桥臂。并且这两组桥臂带4个钳位二极管以防止电容C。或c2端因开关操作而发生直通。L为网侧限流电感，R为网侧漏电阻，其大小可以忽略。Cl和c