基于双调制波技术的三电平Z源逆变器中点电位平衡控制.pdf

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1、第41卷第7期电力系统保护与控制Vb1．41NO．72013年4月1日PowerSystemProtectionandControlApr．1，2013基于双调制波技术的三电平Z源逆变器中点电位平衡控制张伦健，谭国俊，陈利萍(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：传统中点箝位型三电平z源逆变器多为双直流电源结构，针对单直流电源电容分压式拓扑，介绍两种直通状态与中点电位的关系，分析双调制波载波脉宽调制(DoubleModulationWavecarrier．basedPWM，D

2、MWPWM)原理，提出一种基于DMWPWM的三电平z源逆变器中点电位平衡控制方法。通过合理设计直通状态的插入位置，动态调节中间电压调制波，对中点电位进行反馈控制，在消除中点电位低频波动的同时有效抑制中点电位直流偏移，且不会增加逆变器开关损耗。仿真分析验证了所提出中点电位平衡控制方法的优越性。关键词：三电平z源逆变器；直通；中点电位；双调制波；低频波动；直流偏移Neutral-pointpotentialbalancecontrolforthree-levelZ—sourceinvertersbas

3、edondoublemodulationwavetechniqueZHANGLun-jian，TANGuo~tm，CHENLi-ping(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008，China)Abstract：Conventionalneutralpointclamped(NPC)three·-levelZ-·sourceinvertersalecomm

4、onlypoweredbytwoisolatedDCsources．ForatopologycomposedofaDCsourceandtwocascadedcapacitances，therelationshipbetweentwoshootthroughstatesandneutral-pointpotentialisintroduced，andthebasicprincipleofdoublemodulationwavecarrier—basedPWM(DMWPWM)isanalyzed．A

5、neutral—pointpotentialcontrolmethodofthree-levelZ—sourceinverterbasedonDMWPWMisproposed．Theposkionofshootthroughisdesignedrationallyandtheintermediatevoltagemodulationwaveisadjusteddynamically．Thefeedbackcontrolmethodisadoptedtocontroltheneutralpointp

6、otential，whicheliminatesthelow—frequencyoscillationsofNPpotentialandrestrainstheDCofsetefectively,andwon’tincreasethenumberofsemiconductorcommutations．Thesuperiorityoftheproposedmethodisverifiedbysimulation．Keywords：three-levelZ—sourceinverter；shootth

7、rough；neutral-pointpotentialbalancing；doublemodulationwave；low·frequencyoscillations；DCOfrset中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674-3415(2013)07—0091-06新加坡学者LohP．C．在文献[6．8]中最先提出三0引言电平Z源逆变器拓扑，但均采用双直流电源结构。中点箝位三电平逆变器较两电平结构具有诸文献[9]提出一种单直流电源电容分压结构的NPC多优势，如功率管的电压应力小、开关

8、损耗低、输三电平z源逆变器拓扑，并采用直通占空比前馈补出波形谐波含量低等，因此其成为中高压交流传动、偿法抑制中点电位低频波动及直流偏移，该方法只FACTS以及并网逆变等场合的首选B-3]。尽管中点需检测上下电容电压，较易实现，但需人为设置一箝位三电平逆变器具有较好的输出性能，但其仍属个比例系数，且在实时改变直通占空比控制中点电降压型逆变器。为了输出幅值较高的交流电压，传位的同时，会在直通占空比中引入高频分量，增加统解决办法是在直流侧增加一级升压电路，这在增输出电压的谐波含量。因此，