基于零序电压注入的三电平中点电位平衡控制.pdf

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1、第4J4卷第5期电力电子技术Vo1．44．No．52010年5月PowerElectronicsMay，2010基于零序电压注入的三电平中点电位平衡控制周京华，刘辉臣，侯庆亮，李正熙(北方工业大学，北京10014)摘要：中点电位不平衡是三电平逆变器的固有问题。针对此问题，基于零序电压注入原理，提出了一种中点电位平衡控制方法，给出了零序电压的选择原则。仿真及实验结果表明，该方法可以保证逆变器在多种状态时，中点电位都能得到有效控制，具有控制方法简单，鲁棒性强的特点。关键词：逆变器；零序电压；中点平衡控制；空间矢量中图

2、分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)05-0020-03ANeutral-pointPotentialControlMethodForThree-levelInverterbyInjectingZero·sequenceVoltageZHOUJing—hua，LIUHui—chen，HOUQing—liang，LIZheng—xi(NoahChinaUniversityofTechnology，Beijing10014，China)Abstract：Theunbalanceof

3、neutral—pointpotentialisinternalproblemofthree—levelinverter．Tosolvethisproblem，thispaperproposesanovelneutral-pointpotentialcontrolmethodbyinjectingzero—sequencevoltage，andgivestheselectionruleofzero—sequencevoltage．Thesimulationandexperimentalresultsvalidat

4、ethattheunbalanceofneural—pointpoten-tialcanbecontrolledeffectivelyatvariousstatesofinverterbyusingthismethod，andthiscontrolmethodissimpleandeasy，italsohasstrongrobustness．Keywords：inverter；zero—sequencevoltage；neutral—pointpotentialcontrol；spacevectorFoundat

5、ionProject：SupportedbyBeijingnovelprogramm(No．2009B01)：AcademicHumanResourcesDevelopmentinInstitutionsofHigherLearningUndertheJurisdictionofBeijingMunicipality(No．PHR201008188)●●●●●●●f●‘l引言了电容电压不平衡的根本原因，提出了一种基于零由于三电平逆变器拓扑结构成熟。输出电压谐序电压注入的中点电位平衡控制方法。该方法具有波含量低。在

6、高电压大功率场合获得了广泛的应用。计算简单．鲁棒性强的特点。相对于两电平逆变器而言。三电平逆变器在直流母2三电平中点电位控制问题分析线电压一定时，开关器件的耐压等级可减小一半；在2．1三电平逆变器拓扑结构同等开关频率下，三电平逆变器输出电压的谐波含三电平逆变器拓扑结构如图1所示。定义三电量可降低50％：采用相同功率等级的开关器件，输平逆变器的开关状态：出功率可提高一倍【lJ。但三电平拓扑结构有了一个固f1．第i相上面两个开关管导通有问题，即中点电位不平衡。由于负载电流通过各相Si={0，第i相中间两个开关管导通，

7、i=a，b，C(1)桥臂在三电平逆变器的中线上产生了交流电流，此【一1，第i相下面两个开关管导通中线电流流到直流侧电容中，使两个直流电容电压lJ。IJ上都产生了相应的电压波动。另外，在扰动时出现的瞬间不平衡电流也可能使两个直流电容电压出现偏差。这使得输出电压谐波增加。严重时会导致功率器b件损坏，在某种程度上限制了其应用。各种中点电位平衡控制方法．无论是在载波调制中直接注入零序JIjI电压，还是在空间矢量调制中调整冗余小矢量的作ⅣJVS1VSVSc’4用时间，其本质都是在调整平均输出电压中的零序图1三电平逆变器拓扑

8、结构图分量[2-31。针对三电平中点电位不平衡的问题，分析三电平逆变器开关状态可以表示成如图2所示的空间矢量图网。在图2中，模长为的是大矢量，如基金项目：北京市科技新星计划资助(2009B01)；北京市属市管[1—1—1]；模长为x／3UJ2的是中矢量，如[10—1】；高等学校人才强教计划资助项目(PHR2010O8188)模长为2的是小矢量，~fl[100】，[0-1—