中点箝位式三电平逆变器空随矢量脉宽调制方法的研究

提出了一种吴有中点电位平衡控制的三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法。中点电位的平衡控制只需检测中点电流方向和电容电压,而通过调整冗余小矢量对的作用时间来实现。详细阐述了参考电压矢量位置的确定,电压矢量作用时间的计算,开关顺序的选择,电压空间矢量对三电平逆变器中点电位波动的影响和中点电位的控制规则。仿真结果证明了这种空间矢量脉宽调制方法的有效性。

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《测控技术)o 7年第 2 2o 6卷第 1期 1

中点箝位式三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法的研究 刘子建，吴敏，桂武鸣 (中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙 40 7 ) 10 5

摘要：出了一种吴有中点电位平衡控制的三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法。中点电位的平衡控制只需检测中点电提

流方向和电容电压，而通过调整冗余小矢量对的作用时间来实现。详细阐述了参考电压矢量位置的确定，电压矢量作用时 间的计算，开关顺序的选择，电压空间矢量对三电平逆变器中点电位波动的影响和中点电位的控制规则。仿真结果证明了 这种空间矢量脉宽调制方法的有效性。 关量词：电平逆变器；三空间矢量脉宽调制；中点电位控制中圈分类号：M4 4 T 6文献标识码： A文章编号：0 0— 89 20 ) 1— 00— 4 10 8 2 (0 7 1 0 8 0

Re e r h o p c co le W i t o u a i n M eh o s a c n S a e Ve t r Pu s d h M d l t t o f r o d Ne ta - o n - a p d Th e - v lI v r e u r lP i tClm e r e Le e n e t r L U Z￣a,WU Mi,G I— ig I ii n n U mn Wu ( col fnom t nSi c n nier gC n a SuhU iesyC agh 10 3 C ia Sho fr ao ce ea dE g e n, et l o t nvri, h sa4 08, hn) oI i n n i r t n

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与二电平逆变器相比，中点箝位式三电平逆变器 (以后简称三电平逆变器 )的主要优点是：器件相对于中间回路直流电压具有 2倍的正向阻断能力，能减少谐波和有效地降低开关并频率，从而使系统损耗减少。因此，三电平逆变器在高压、功大率领域得到广泛应用。三电平逆变器工作时每个开关管所 承受的电压等于直流侧一个直流电容上的电压，只有电容电压保持平衡时，才能保证每个开关管所承受的电压为直流电压的 一

1三电平逆变器的主电路结构 三电平逆变器的主电路结构如图 1所示。三电平逆变器的开关状态如表 1所示，因为每相有 3种开关状态，以三电平逆所

变器有 2 7种开关状态。这样，电平逆变器可以输出 2三 7种电压矢量，图 2所示。将这 2

如 7种电压矢量分为零电压矢量、小 电压矢量、中电压矢量和大电压矢量，如表 2所示。零电压矢量

半。如果电容电压严重不平衡，不仅会大大提高输出电压的

和大电压矢量对中点电位没有影响。中电压矢量因为使用正侧

谐波，而且有可能损坏开关器件和直流电容。因此，中点电位平衡控制是三电平逆变器的一个固有问题。空间矢量脉宽调制技

的直流电源和负侧的直流电源，以中点电位的上升和下降取所

术以其电压利用率高，易于数字实现等优点，得到了广泛的应 用。针对三电平逆变器，有许多空间矢量脉宽调制方法被提出“。笔者提出一种空间矢量脉宽调制方法，方法不仅能 该

有效抑制中点电位的波动，而且计算量小，适合实时控制。

收稿日期：0 6—1 4 20 2—1作者筒介：刘子建( 9 8 )男，南华客人，士， 16一，湖硕讲师，究方向为电研

力电子与电力动； (9 3 )男，东化州人，士，传吴教 16一，广博教授，士生博 导师，究方向为控制理论及应用；研挂武￣(92 )男， 16 -,湖南长沙人，硕 士，副教授，究方向为电力电子与电力传动。研

图 1三电平逆变器的主电路

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