基于双调制波的三电平NPC逆变器控制策略.pdf

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1、2015年11月PowerElectronicsNOV．2015基于双调制波的三电平NPC逆变器控制策略叶满园．胡雄(华东交通大学，电气与电子学院，江西南昌330013)摘要：中点箝位型(NPC)三电平逆变器在实际使用过程中，其中点电压不平衡问题一直存在。首先分析了直流侧电容电压不平衡原因实际是由于“O”状态充放电不平衡造成，针对传统载波调制受负载功率因数限制的不足，提出一种双调制波载波脉宽调制(DMWPWM)策略，该策略通过注入电压补偿量以调整“O”状态的占空比．来达到能在负载任意功率因数范围内实现直流侧电容电压平衡的

2、目的。为减小开关损耗。电压补偿量只叠加在双调制波均不为零的情况下。最后通过仿真和实验验证，证明了该策略分析方法的正确性和有效性。关键词：逆变器；双调制波；中点箝位型；中点电压平衡中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)11-0012—02Three-levelNPCInverterControlStrategyBasedonDoubleModulationWaveYEMan．yuan，HUXiong(EastChina∞University，Nanchang330013，China)A

3、bstract：Theneutralvoltageunbalancedisanproblemfortheapplicationofthree—levelneutralpointclamped(NPC)inverter．Firstly，thereasonofvohageunbalancedareanalyzedandpracticalreasonisinthe“O”conditionsduetoan·balancedstateofcapacitorcharginganddischarging，forthetradition

4、alcartiermodulationrestrictedbyloadpowerfactor，thedoublemodulationwavecarrier—basedpulsewidthmodulation(DMWPWM)strategyisproposedtosolvetheproblem，thevokageoffsetsisinjectedtoadjustthestateofthe“0”dutyratiotoachievethearbitraryloadpowerfactorwithinthescopeofthere

5、alizationoftheaimofDCsidecapacitorvoltagebalance．Inordertoreducetheswitchingloss，voltageoffsetsonlystackinthecaseofdoublemodulationwaveisnotinzeroareas．Finally，thecor—rectnessoftheoreticalanalysisisverifiedbysimulationandexperimentalresults．Keywords：inverter；doub

6、lemodulationwave；neutralpointclamped；neutralpointvoltagebalanceFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51167006)1引言量控制方式，虽在全功率因数范围内实现了调制效果．但其开关频率需明显提高，进而增加开关损二极管箝位型三电平逆变器[1j相对于传统的耗且运算复杂，文献【4]提出基于虚拟空间矢量和两电平逆变器具有对开关器件耐压等级要求低、传统矢量相结合的

7、方式实现调节效果．但其运算输出功率大、谐波畸变率更小等一系列优点，被广同样过于复杂。且鲁棒性不好。这里基于载波调制泛应用于诸多领域。但其直流侧电容电压不相等方式，将传统单调制波分为双调制波，通过合理加时将会导致系统谐波增加和开关器件非正常工作入零序分量实现中点电压平衡的同时减小开关损甚至损坏等一系列问题。因此三电平逆变器中点耗并提高了直流侧电压利用率。电压平衡问题一直是研究的重点。目前，对于中点平衡问题，主要有基于载波2传统载波PWM和DMWPWM的关系PWM方法和空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法，图1为二极管箝位型三

8、电平拓扑结构。文献【2】提出注入零序电压分量方法实现中点平衡，但其可调范围受到负载功率因数影响且直流侧电压利用率不高，文献[3]提出基于虚拟空间矢基金项目：国家自然科学基金(51167006)定稿日期：2015—05—12作者简介：叶满园(1978一)，男，安徽蒙城人，硕士生导师，图1中点箝位型三电平拓扑结构研究方向