基于混合SVPWM方法的NPC三電平逆變器中點電壓平衡控制.pdf

1、多電平逆變器具有功率開關管上的電壓應力低、輸出電壓中含有的諧波含量少和電壓變化率低等優(yōu)點,在大功率場合得到了廣泛的應用。其中,NPC三電平逆變器是應用最廣泛的結構之一,它對硬件的要求較低。但是NPC三電平逆變器存在一個固有缺點,即在調制系數較高且功率因數較低的條件下,中點電壓存在低頻振蕩,并且在不平衡負載運行條件下,中點電壓低頻振蕩幅值增加、振蕩頻率發(fā)生變化。
　　針對中點電壓低頻振蕩問題,本文介紹了NPC三電平逆變器的拓撲結構和

2、工作原理,利用三電平空間矢量圖描述空間矢量的分布。在此基礎上,詳細分析最近三矢量法,并對加入中點電壓平衡控制前后的最近三矢量法進行對比分析。同時,定義虛擬空間矢量,研究虛擬空間矢量法的具體實現(xiàn)過程,并對最近三矢量法和虛擬空間矢量法的優(yōu)缺點進行對比分析。
　　針對虛擬空間矢量法開關頻率較高問題,分析冗余小矢量占空比系數變化規(guī)律,確定最近三矢量法能夠實現(xiàn)中點電壓平衡控制的區(qū)域。在此基礎上,綜合最近三矢量法和虛擬空間矢量法的優(yōu)點,提出比

3、例可調混合SVPWM方法,該方法通過拓展最近三矢量法的作用區(qū)域,在限制中點電壓振蕩幅值的同時,能夠有效減小開關頻率。同時,定義一個比例參數,研究中點電壓振蕩幅值和總諧波含量與比例參數的關系,為實際應用中比例參數的選擇提供理論依據。實驗驗證理論分析的正確性。
　　針對不平衡負載對中點電壓的負面影響,利用對稱分量理論將負載電流進行分解,研究負序電流對中點電壓平衡的影響,得出不平衡負載會使振蕩幅值增加、振蕩頻率發(fā)生變化的結論。在此基礎上

4、,具體分析不平衡負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載的改進比例可調混合SVPWM方法,仿真結果表明,該方法能夠獲得較好的中點電壓平衡控制性能。
　　利用中點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電壓平衡控制后的中點電流。利用此中點電流,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行對比分析。同時對實驗中出現(xiàn)的相電壓輸出波形不對稱和線電壓電平不恒定現(xiàn)象進行分析研究,并闡述上述現(xiàn)象出