三相负载不对称的Z源逆变器控制方法研究.pdf

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1、《电气自动化}2013年第35卷第6期电力系统及其自动化PowerSystem＆Automation三相负载不对称的Z源逆变器控制方法研究朱政，杨文焕。陈海需(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：在电源逆变器中，往往存在着负载不平衡的问题。为了解决这个问题，将采用一种新的解决方法，即引入一种新结构的Z源逆变器。在Simulink环境下建立系统仿真模型，采用空间电压脉冲矢量控制策略，构建z源逆变器直通状态来解决三相不平衡负载的电压不对称导致的各种电器损坏问题。理论结合仿真实验，论证了其正确性。关键词：三相不对称负载；Z源逆变器；空间脉

2、冲矢量；电压不对称；电器损坏DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2013．06．025[中图分类号]TM464[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)06—0068—03ResearchonZ—souroeInverterControlStrategyUnderThree-phaseUnbalancedLoadConditionsZHUZheng．YANGWen．huan．CHENHai．XU(PhotoelectricInformationandComputerEngineeringInstitute，Univers

3、ityofShanghaiforScience&Technology，Shanghai200093，China)Abstract：Thereisalwaysaproblemofunbalancedloadsinpowerinverters．Inordertosolvethisproblem，thispaperproposesanewsolvingmethodbyintroducinganewstructureofZ-sourceinverter．SetupasystemsimulationmodelunderSimulinkenvironment．Z—sou

4、rceinverters，whoseoutputvoltagecanbesteppeddownorup。doesnotliketraditionalbuckthree—phaseinverterduetoshoot—throughstate．Thespace—vectorPWMtechniqueisusedtosetupshoot—throughstateofz—sourceinverter，SOastosolvethree—phaseunbalancedloadvoltageproblem-whichleadstothedamageofvariousele

5、ctricdevices．Atlast，itprovesthecorrectnessofthemodulationmethodthroughsimulationandexperiment．Keywords：3一phaseunbalancedloads；Z—SOUrCeinverter；space—vectorPWM；unbalancedvoltage；damageofelectricdevices0引言Z滚网络理想情况下，电源是不受负载情况影响的，但是实际的电源都Ll三相造一有一定的输出阻抗，因此会导致输出电压波形畸变。因此，必须采。取措施加以抑制，在一定负

6、载不平衡的情况下保证输出电压的平电厂1交流衡性。解决该问题常见的方法有以下两种。一种为在逆变器输出负载涌侧接变压器以提供中性点。这种方法可分为△／变压器和中点f／一＼I形成变压器两种。△／变压器为工频变压器，体积庞大，造价昂工2贵，不适合批量生产。中点形成变压器在采用特殊绕线方法后虽然比△／yn变压器小，但体积和重量仍然偏大。为了克服以上方法的缺陷，人们又提出了另一种方法，即通过输出滤波电容提供中性点。这种方法也可分为两种，一种为三相四桥臂矩阵变换器，即通过增加的第四个桥臂中点与滤波电容形成的中性点相连来控制零序电流。这种方法控制难度较大，但是性能优异，越来

7、越受到人们的重视。另一辩种为分裂电容式三相四线变换器，即通过支撑电容的分裂中点与滤波电容的中性点相连，提供零序通道。这种方法在控制策略和结构上比矩阵变换器简单，但其必须保证分裂电容均压⋯图2Z源逆变器的开关等效电路区别以上两种方法，本文将提出一种新结构的z源逆变器来z源阻抗网络由大小相等的两个电感，J，，J：和两个电容C。解决三相负载不平衡产生的电压不对称问题。和C组成，并形成型，将变换器和直流电源或负载偶合在1Z源逆变器的原理分析一起。一般情况下的z源逆变器拓扑结构如图l所示。假设z源逆变器一个周期的工作时间为，为直通状态时问，r，为导通状态时间，则T=T

8、o+．。如图2所示。收稿日期：2012—08—07在