NPC型三电平逆变器SVPWM控制方法及中点电位平衡研究.pdf

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1、第38卷第5期中国测试Vol.38No.52012年9月CHINAMEASUREMENT&TESTSeptember，2012NPC型三电平逆变器SVPWM控制方法及中点电位平衡研究李萍，刘国忠（北京信息科技大学，北京100192）摘要：二极管箝位型（NPC）三电平逆变器在中、高压大容量功率变换装置中的需求越来越迫切，目前已成为研究的热点。讨论利用功率开关所生成的不同电压矢量优化合成旋转参考空间电压矢量及各矢量作用时间分配的方案，实现SVPWM控制策略驱动逆变器；讨论实时改变控制负小矢量作用时间的系数以平衡直流侧母线中点电位的问题。仿真结果验证了NPC三电平

2、逆变器SVPWM控制策略的正确性及中点电位平衡控制的有效性。关键词：二极管箝位型三电平逆变器；空间电压矢量脉宽调制；中点电位平衡；仿真中图分类号：TM464+.22；TP391.9；TM921.52文献标志码：A文章编号：1674-5124（2012）05-0075-05ResearchonSVPWMcontrolschemeforNPCthree-levelinverterandbalanceofneural-pointvoltageLIPing，LIUGuo-zhong（BeijingInformationScienceandTechnologyUniv

3、ersity，Beijng100192，China）Abstract:DiodeNPC（neutral-point-clamped）three-levelinverterisincreasinglyandurgentlyneededformediumtohigh-voltageandlarge-capacitypowerconversiondevices，andbecomesaresearchhotspotatpresent.Threevoltagevectorsgeneratedbypowerswitchesareusedtooptimallysynthe

4、sizespacerotaryreferencevoltagevictorsbyassignedactiontimetoeachvoltagevectortorealizeSVPWMinverter.Meanwhile，theDCneutral-pointvoltageofinverterisbalancedthoroughreal-timeadjustingactiontimeofsmallnegativevectors.ThesimulationresultsvalidatethattheSVPWMschemeiscorrectforcontrollin

5、gNPCthree-levelinverterandthebalanceofneural-pointvoltageiseffective.Keywords:diodeNPCthree-levelinverter；SVPWM；dalanceofneutral-pointvoltage；simulation0引言关器件可使用具有较低反向阻断电压的芯片，反应近年来，随着我国经济发展，电力机车、冶金、化速度更快，开关损耗更低。逆变器输出性能的优劣不工、轧钢机械等工业领域对大功率变换装置的使用仅取决于其电路拓扑结构，而且取决于调制算法。空日益增加，多电平逆变器相对于传

6、统两电平逆变器间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）直流母线电压表现出明显的优势，已受到广泛关注[1-2]。二极管箝位利用率较高，易于实现数字化调制，采样周期间矢量型（NPC）三电平逆变器与两电平逆变器相比，直流可实现平滑切换，减少损耗，减少谐波。通过调节冗侧电压利用率高；输出电压谐波含量少，且可减少输余小矢量的作用时间达到抑制直流侧中点电位偏移出滤波器整体尺寸；开关频率低，硅损耗小；功率开的目的，简便易行，作用效果明显。1NPC型三电平逆变器SVPWM控制策略收稿日期：2011-11-30；收到修改稿日期：2012-02-16基金项目：北京信息科技大学基金项

7、目（5026010929）1.1三电平逆变器SVPWM控制基本原理作者简介：李萍（1971-），女，北京市人，高级实验师，硕士，NPC三电平逆变器电路拓扑结构如图1所示。主要从事电力电子技术与电气传动。U、V、W为逆变器输出，可接三相负载如三相感76中国测试2012年9月断，并控制各功率管的通断时间。这样逆变器就会输1Vdc出产生三相互差120°的近似正弦波的阶梯电压。21.2三电平逆变器SVPWM控制算法[5-8]将基本电压矢量依伏秒平衡法拟合参考电压NPVdc矢量，根据所选取的电压矢量及其作用时间控制相应的功率开关器件动作。该方法包括参考电压矢量位置确定

8、即判断所在扇区和扇区中的区域、开关矢量1Vdc2选择