基于混合SVPWM方法的NPC三電平逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制.pdf

1、多電平逆變器具有功率開關(guān)管上的電壓應(yīng)力低、輸出電壓中含有的諧波含量少和電壓變化率低等優(yōu)點(diǎn),在大功率場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。其中,NPC三電平逆變器是應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)之一,它對(duì)硬件的要求較低。但是NPC三電平逆變器存在一個(gè)固有缺點(diǎn),即在調(diào)制系數(shù)較高且功率因數(shù)較低的條件下,中點(diǎn)電壓存在低頻振蕩,并且在不平衡負(fù)載運(yùn)行條件下,中點(diǎn)電壓低頻振蕩幅值增加、振蕩頻率發(fā)生變化。
　　針對(duì)中點(diǎn)電壓低頻振蕩問(wèn)題,本文介紹了NPC三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和

2、工作原理,利用三電平空間矢量圖描述空間矢量的分布。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析最近三矢量法,并對(duì)加入中點(diǎn)電壓平衡控制前后的最近三矢量法進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí),定義虛擬空間矢量,研究虛擬空間矢量法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并對(duì)最近三矢量法和虛擬空間矢量法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　針對(duì)虛擬空間矢量法開關(guān)頻率較高問(wèn)題,分析冗余小矢量占空比系數(shù)變化規(guī)律,確定最近三矢量法能夠?qū)崿F(xiàn)中點(diǎn)電壓平衡控制的區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,綜合最近三矢量法和虛擬空間矢量法的優(yōu)點(diǎn),提出比

3、例可調(diào)混合SVPWM方法,該方法通過(guò)拓展最近三矢量法的作用區(qū)域,在限制中點(diǎn)電壓振蕩幅值的同時(shí),能夠有效減小開關(guān)頻率。同時(shí),定義一個(gè)比例參數(shù),研究中點(diǎn)電壓振蕩幅值和總諧波含量與比例參數(shù)的關(guān)系,為實(shí)際應(yīng)用中比例參數(shù)的選擇提供理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論分析的正確性。
　　針對(duì)不平衡負(fù)載對(duì)中點(diǎn)電壓的負(fù)面影響,利用對(duì)稱分量理論將負(fù)載電流進(jìn)行分解,研究負(fù)序電流對(duì)中點(diǎn)電壓平衡的影響,得出不平衡負(fù)載會(huì)使振蕩幅值增加、振蕩頻率發(fā)生變化的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上

4、,具體分析不平衡負(fù)載作用下最近三矢量法可平衡控制區(qū)域的分布,提出適用于不平衡負(fù)載的改進(jìn)比例可調(diào)混合SVPWM方法,仿真結(jié)果表明,該方法能夠獲得較好的中點(diǎn)電壓平衡控制性能。
　　利用中點(diǎn)電流可得到的最大值和最小值,確定最近三矢量法在加入中點(diǎn)電壓平衡控制后的中點(diǎn)電流。利用此中點(diǎn)電流,提出最優(yōu)拓展方式,將最優(yōu)拓展方式與其它四種拓展方式進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的相電壓輸出波形不對(duì)稱和線電壓電平不恒定現(xiàn)象進(jìn)行分析研究,并闡述上述現(xiàn)象出