二极管箝位型三电平PWM变流器的研究-论文.pdf

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1、第48卷第7期电力电子技术Vo1．48．No．72014年7月PowerElectronicsJuly2014二极管箝位型三电平PWM变流器的研究王宝安，赵燕，商姣，唐钰政(东南大学，江苏南京210096)摘要：二极管箝位型三电平脉宽调制(PWM)变流器是目前研究较广的一种多电平变换器。基于二极管箝位型三电平PWM变流器的工作原理。研究了空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法的原理，针对SVPWM算法具有较大的复杂性问题，提出了一种通过坐标旋转实现SVPWM的快速算法。同时，设计并搭建了一台66kVA的三电平变流器实验样机。

2、验证了控制方法的正确性与实际应用的可行性。关键词：变流器；二极管；三电平；空间矢量脉宽调制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)07—0063—03ResearchonDiodeClampedThree-levelPWMInverterWANGBao—an，ZHAOYan，SHANGJiao，TANGYu．zheng(SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：DiodeclampedthreelevelPWMinverteris

3、amulti-levelconverterwhichiswidelystudied．BasedontheworkingprincipleofdiodeclampedthreelevelPWMinverter，themethodofspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)principleisstudied．ForthelargecomplexityofSVPWMalgorithm，aSVPWMfastalgorithmbyrotationofcoordinatesisproposed．

4、Mean-while，athree—levelinverterprototypeof66kVAisdesignedandbulit，thecorrectnessofcontrolmethodsandthefeasibilityofthepracticalapplicationareverified．Keywords：inverter；diode；three-level；spacevectorpulsewidthmodulationFoundationProject：SupportedbyNaturalSciencesFo

5、undationProjectofJiangsuProvince(No．BK20130627)1引言扑，其中，V，V(=1，2，3，4)为全控型器件，这里以IGBT为代表，VD，VD，VDU=1，2)为箝位多电平技术通过改进自身拓扑。采用一定控二极管。直流侧电容引出一个中点D。在中间两管制策略控制直流电压源以不同形式串联输出，在开通时．箝位二极管能将输出端电位箝在中点电输出端可得到多种电平，改善输出电压波形，电压位，同时还起到防止直流侧电容短路的作用【”。中的谐波含量也相应减小。在输出电压波形改善方面，它相对于多重化技术

6、最明显的优点是无需设置耦合变压器，可保持系统的紧凑性和经济性。但限于成本与控制算法复杂度等问题，实际应用中主要以三电平为主。为简化，此处以二极管箝位型三电平变流器运行为背景．在传统SVPWM的基础上采用快速SVPWM算法，该方法基于a，b，c坐标系的旋转得到与所有大扇区和小扇区都严格图1三相二极管箝位型三电平变流器拓扑对称的新辅助坐标。同时采用辅助时间，通过模型Fig．1Topologyofthree-phasediodeclampedthreelevelinverter仿真与样机实验证明此方法的合理性与有效性。表1为二

7、极管箝位型三电平变流器的开关状2三电平变流器拓扑分析态和输出相电压的对应关系。任何时刻变流器每图1为二极管箝位型三电平变流器的电路拓相桥臂4个功率开关只有相邻2个导通，其他2个关断，触发信号两两互补。三电平优势之一在于基金项目：江苏省自然科学基金资助项目(BK20130627)减少器件的du／dt．因此控制上要求在P状态与D定稿日期：2014—02—17状态、Ⅳ状态与0状态之间互相切换．而不能在作者简介：王宝安(1978一)，男，江苏扬州人，博士，副教P，N状态之间直接切换，P，0状态，N，0状态之授，研究方向为电力电子

8、及其应用。间切换时仅需改变一对开关状态即可。63第48卷第7期电力电子技术Vo1．48，No．72014年7月PowerElectronicsJuly2014表1开关状态和输出相电压的对应关系27个基本空间电压矢量．故在合成参考矢量时更Table1Switchstate&outputphasevoltagerelat