三电平Z源逆变器SPWM调制策略的研究

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1、三电平Z源逆变器SPWM调制策略的研究three-levelZ・Sourceinverter宋奇吼I,刘文安2,陈莉I,杨飕'（1.南京铁道职业技术学院，江苏南京，210031;2.山东电力集团公司淄博市供电公司，山东淄博255025）摘要：传统逆变器上下桥臂直通时会造成逆变器短路，为避免这一情况通常需要在逆变器控制信号中引入死区，进而造成逆变系统安全性下降输出谐波含量增加。Z源逆变器成功地克服了传统逆变器的缺陷和不足。Z源三电平逆变器有效地结合了Z源网络特性与传统三电平逆变器的优点。文章通过分析Z源三电平逆变器

2、的工作原理，结合传统三电平逆变器的PWM控制策略，分别研究了适于Z源三电平逆变器控制的改进载波同相层程调制、改进载波反相层輕调制和三次谐波注入载波同相层叠载波调制。仿真结果验证了三种调制策略的可行性。关键词：三电平Z源逆变器；改进载波同相层叠控制；改进载波反相层叠控制；三次谐波注入载波同相层叠中图分类号:TM93文献标识码：A文章编号：1001-1390（2014）00-0000-00StudyontheSPWMModulationStrategyoftheThree-levelZSourceInverterSO

3、NGQi-Hou^LIUWen-an2,CHENLi1,YANGYang1(1.NanjingInstituteofRailwayTechnology.Nanjing,210031,China.2.ZiboPowerSupplyCompany?ZiBo255000,China.)Abstract：Thetraditionalinverterwillshortwhentheupperandlowerarmsshootthrough.Inordertoavoidthissituation,thedeadzoneisn

4、eededinthecontrolsignal^whichcausesthedeclineinthesystemsafetyandtheincreaseintheharmonicoutput.TheZsourceinverterovercomestheseshortcomingssuccessfully.ThethreelevelZsourceinvertercombinestheadvantagesoftheZsourcenetworkandthoseofthetraditionalthreelevelinve

5、rtereffectively.BasedontheworkingprincipleoftheZsourcethreelevelinverterandthePWMcontrolstrategy,thepaperstudiedtheimprovedcarrierphasedispositionSPWMmodulation,theimprovedcarrierphaseoppositiondispositionPWMmodulationandtheimprovedcarrierphasedispositionSPWM

6、methodwiththreeharmonicinjections.Simulationresultsverifiedthefeasibilityofthethreemodulationstrategies.Keywords:threelevelZsourceinverter,improvedcarrierphasedispositionPWMmodulation,improvedcarrierphaseoppositiondispositionPWMmodulation,carrierphasedisposit

7、ionPWMmodulationwiththreeharmonicinjections0引言彭方正教授提出z源逆变器后，针对Z源逆变器的研究取得了长足进步。其屮在降低开关管电压应力、降低电容电压应力、减小启动过程电流电压冲击、提高Z源升压能力等方面取得了显著成果，产生了许多新的电路拓扑和控制方法〔‘呦。在众多的Z源逆变器衍生拓扑中，双Z源三电平中点钳位逆变器⑺（电路拓扑如图1所示）成功的实现了Z源特性与三电平逆变器特点有效结合，具有逆变功率大、谐波含塑低的优点，但其硬件复杂成本过高。文献［8］对双Z源三电平逆变器

8、的主电路做了改进提出了单Z源三电平逆变器，如图2所示。传统三电平逆变器通常采用双列载波调制产生工作所需的SPWM波。为适应Z源三电平逆变器直通工作的要求，需要在传统双列载波正弦调制的基础上引入直通零矢量。本文应用简单升压控制原理改进了传统双列载波调制技术提出了适于Z源三电平逆变器控制的改进载波同相层叠调制、改进载波反相层叠调制和三次谐波注入载波同相层叠载波调制。图1双Z源