多电平逆变器主电路拓扑结构综述.pdf

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1、多电平逆变器主电路拓扑结构综述王鹏帅。等多电平逆变器主电路拓扑结构综述SurveyoftheTopologicalStructureofMainCircuitofMultilevelInverter互鹏帅辫钿成(太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024)摘要：多电平逆变器具有电压等级、逆变效率和输出电能质量高以及电磁干扰小等优点。在中高电压等级的电能变换场合有着广阔的发展前景。详细阐述了多电平逆变器传统型拓扑的优缺点和适用范围，并重点研究了几种新型拓扑的工作原理。通过对比新型拓扑与传统型拓扑可知，减少开关器件的使用、简化电路与调制策略是拓扑

2、电路发展的一个重要方向。多电平逆变器拓扑结构向着复合性、多样性方向的趋势发展。关键词：多电平逆变器拓扑电路混合式新型拓扑中图分类号：TM921文献标志码：AAbstract：Multilevelinverterfeatureshighervoltagelevel，invertingefficiency，qualityofoutputelectricenergy-andlesselectromagneticinterference。soitpossessesbroaddevelopingprospectsinmediumandhighvoltagele

3、velelectricenergyconversionoccasions．Theadvantagesanddisadvantagesoftraditionaltopologyandapplicablescopeofmultilevelinverteraredescribedindetail，andtheoperationalprinciplesofseveralnoveltypesoftopologiesareresearchemphatically．Bycomparingthenewtopologyandtraditionaltopology，it

4、isknownthatreducingtheuseofswitchingdevices-simplifyingcircuitryandmodulationschemearetheimportantdirectionfordevelopingtopologicalcircuit；compositeanddiversityarethedevelopingtrendofthetopologicalstructureofmultilevelinverter．Keywords：MultilevelInverterTopologiccircuitHybridNo

5、veltopology0引言多电平逆变器是一种利用多个直流电源作为输入来生成大于两电平交流输出的电力电子系统。多电平逆变器以其电磁干扰小．逆变效率高以及输出电能质量高等突出优点，近几年在电力系统的直流输电、光伏并网、电力有源滤波器、柔性输电以及高压大功率交流电动机变频调速等领域得到了广泛的应用。主电路作为多电平逆变器研究的关键内容之一。得到了国内外学者的高度关注。最先提出的拓扑电路是H桥级联的形式⋯；之后，1980年日本长冈科技大学的学者南波江章在IAS年会上提出了一种二极管钳位式三电平逆变器拓扑”]。由此进入了多电平逆变器研究的新阶段，二极管钳位式

6、多电平逆变器、飞跨电容钳位式多电平逆变器、级联型多电平逆变器和混合钳位式多电平逆变器以及各种新型拓扑不断涌现[3圳。1传统多电平逆变器拓扑传统的多电平逆变器拓扑如图1所示。修改稿收到日期：2013一01—09。第一作者王鹏帅(1987一)，男，现为太原科技大学电力电子与电力传动专业在读硕士研究生：主要从事谐波抑制与无功补偿方面的研究。《自动化仪表》第34卷第10期2013年10月．％k意_惫i一

7、中’≮}嗨la)二极管钳位式，二卜蓖!蘸i一旮l￡Vb2世2lIcl驳蹶瓦图1传统多电平逆变器拓扑Fig．1Traditionalmultilevelinv

8、ertertopologies图1所示的三种多电平逆变器是最基本的拓扑形式，新型的拓扑电路都是由这三种拓扑结构变化而来。9多电平逆变器主电路拓扑结构综述王鹏帅。等传统拓扑电路具有各自独特的优缺点和适用范围，如表1所示。表1传统型拓扑的优缺点比较Tab．1Thecomparaionoftheadvantagesanddisadvantagesoftraditionaltopologies从表1可以看出，多电平逆变器存在的一个突出的问题就是随着电平数的增加．需要的器件数目随之增加。数目众多的开关器件增加了系统的体积和成本，并且调制电路也变得异常复杂。所以

9、多电平逆变器拓扑电路研究的核心问题就是如何在输出电平数相同的条件下减少器件的使用数或者在器件数目相同的条件下