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1、8<電氣開關>(2008．No．4)文章編號：1004—289X(2008)04一0008—04三電平逆變器中點電位平衡的研究概述黃華(華東交通大學電氣與電子工程學院，江西南昌330013)摘要：論述了中點鉗位型三電平逆變器中點電位波動的成因及危害，分析概括了目前主要的中點電位平衡控制策略，并重點敘述了一種簡單的基于三相正弦脈寬調制(sPwM)控制策略的中點電位的控制方法。經(jīng)過綜合分析。合理采用各種控制方法，可以得到滿意的效果。關鍵詞：三電平逆變器；中點鉗位；中點電位波動；中點電位平衡控制中圖分類號：TM46文獻標識碼：BSunlmarvofResearchonNeut
2、ralPointPotentialBalanceofThree—levelInveIrterHUANGH眥(EastChinaJiaotongUniVeI葛ity，Nanchang，Jiangxi330013，China)Abstract：Intllispaper，thecauseoffo咖ationandha珊ofvariationofneu缸al—pointpotentialofneutml—pointclamped山ree—levelinverterhavebeendiscussed，肌dthecurrentprimarys弧te舀es0fneutI．a(chǎn)l—poi
3、ntpotentialbalancingcontrolhavealS0been肌alyzedandgenemlized．AttIlesametime，asimplecontmlmethodofneutr8l—pointpotentialbasedon出ree-phasesinePWMcontrolstr8tegyissigIlificantIyemphasized。Aftercomprehensiveanalysis，ad叩tingdifferentcon—trolmethodsproperlycouldreceiVe鰓ti8factor)，efkcts．Keyword
4、s：three—levelinverter；neutral—pointclamped；vadationofneutral—pointpotential；neutral—pointpotentialbal—ancingcontrol1引言2中點電位波動的成因中點箝位型三電平逆變器這種拓撲結構，由于每一個功率開關管上承受的電壓僅為直流側電壓的一半，有利于提高裝置的電壓等級。同時，由于相電壓有三種電平狀態(tài)，比傳統(tǒng)的二電平逆變器多了一個電平，三電平可以輸出階梯波，在同樣的開關頻率及控制方式下，三電平逆變器輸出電壓和電流諧波顯著小于二電平逆變器。因此，三電平逆變器在中高壓變頻調速
5、、有源電力濾波器和電力系統(tǒng)無功補償?shù)阮I域有著廣闊的應用前景¨’2J。本文論述了二極管鉗位型三電平逆變器中點波動的成因和危害，重點分析了目前三電平逆變器中點波動的控制策略，主要有基于SVPwM的控制和基于SPwM的控制，并對每種控制分析概括了其優(yōu)、缺點，為實際應用提供了一點參考。中點箝位型三電平逆變器采用兩個電容串聯(lián)來產(chǎn)生三個電平，而實際上，由于開關器件本身特性的不一致和變換器能量轉換時中點電位參與能量的傳輸，加之電容值不可能到無窮大，三電平逆變器的直流側兩個電容的電壓并不能完全相等，而是存在一定的波動，因此會產(chǎn)生兩個電容電壓分壓不均的問題，即中點平衡問題pqJ。下面從本
6、質上來分析二極管鉗位型三電平逆變器中點不平衡的成因，電路拓撲圖如圖1所示。中點電位的不平衡是由于直流側電容C。、c：分壓不均造成的．而電容電壓的改變是通過流人或流出中點N的電流大小來實現(xiàn)的。具體以A相為例，圖中i。表示從A相流出的負載電流。用K。、圪：表示C，、c2兩個電容上的電壓。表l是逆變器在l，0，一l三個模態(tài)時，K。、比的變化趨勢。<電氣開關>{2008．No．4)9圖1二極管鉗位型三電平逆變器表I不同模態(tài)下圪。，％的變化趨勢模態(tài)電壓KI％“>O1態(tài)O態(tài)一1態(tài)下降上升不變下降上升“>O1態(tài)0態(tài)一l態(tài)上升下降不變上升下降當逆變器處于1態(tài)或一l態(tài)時，雖然K。、比也會
7、發(fā)生變化，但是中點N的電位維持不變。而當逆變器處于O態(tài)時，中點N的電位就會隨負載電流的流向而發(fā)生變化。當負載電流流出逆變橋時，中點電位降低；當負載電流流人逆變橋時，中點電位升高。在一個輸出電壓周期中，中點電位隨著負載電流的流向周期性的發(fā)生波動，如果負載電流不平衡，就會使這種波動隨周期漸漸積累，最后導致中點的偏移；影響系統(tǒng)的安全。所以，在二極管鉗位型三電平逆變器中，中點電位的波動是必然存在的，控制的目的有兩個，一是要在大范圍內防止中點的偏移；二是在小范圍內盡量減小中點波動的幅度，提高輸出電壓的質量。3中點電位不平衡的危害三電平逆變器直流電容
