多電平逆變器簡介

..'.'.、飛跨容和級聯(lián)。路需保證直流側(cè)電（H為基本單元，將若干個功率單元直接串聯(lián)，串聯(lián)數(shù)越，輸出數(shù)也越。它優(yōu)點(diǎn)是不存在容7、9以上應(yīng)用，是目前應(yīng)用最廣路。缺點(diǎn)是需路獨(dú)立直流源且不易實現(xiàn)四象限運(yùn)行。PWM可分為：在上述PWM法中，空間壓矢量法適用于-PWMPWMPWMPWMPWMPWMPWM電5PWM、NPC：1）根據(jù)同需同2）3）。同2m個（m-1（m-個即隨著電增將快速增增3利冗余狀態(tài)衡分衡1.拓?fù)錁?gòu)33739604。2.控制策略PWM目相線制。該方法可以在以下幾方面達(dá)到優(yōu)化：中點(diǎn)衡；提供直流這種正弦調(diào)制波加入序諧波方法本質(zhì)上與PWM相當(dāng)于在半開關(guān)周期始末端均勻分布。特定諧波消除 PWM控制法該方法是以消除輸出電壓波形中某些特定的低次諧波為目的的一種 PWM控制法。有如下優(yōu)點(diǎn)：可降低開關(guān)頻率，降低開關(guān)損耗；在線相同開關(guān)頻率下，可以生成最優(yōu)的輸出電壓波形；可以通過控制得到較高的基波電壓，提高直流電壓利用率。難點(diǎn)是必須用牛頓迭代法解非線性方程組，運(yùn)算時間長，無法在線計算。3）三相三電平 C型逆變器的 M控制策略實現(xiàn)步驟：首先確定參考矢量所在的扇區(qū)及其所在的小三角形，確定合成參（）；狀態(tài)的輸出次（）以及各相輸出電平的作用時間。4）基60°坐標(biāo)系的三電平二極管箝位型逆變器SVPWM方法①坐標(biāo)變換采用的60°坐標(biāo)系為g-h坐標(biāo)系，取g軸與α軸重合，逆時針旋轉(zhuǎn)60°為 h，參考矢量f，系β到 gh坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換公為：則坐標(biāo)系a-b-c到g-h的坐標(biāo)變換公為：h60°下空間圖如圖所示：②分區(qū)方法6F在0為gh)判斷。小角形4角形根據(jù)下表簡單計算作為合成參考。gh)0i矢。1.48IGBTQ-QQ-Q121 4 1 44QQQQQQQ、1 1 2 2 3 3 4Q453=125,51+1*6+2*6+3*6+4*6=616°區(qū)域小角形數(shù)1+3+5+7=1。142234每個不一致在下橋臂也存在這種問題。此在原來拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)。如果在箝S2同等級則每個箝均Ed/4；在箝S3上串聯(lián)同等級2個則每個箝耐值也均Ed/4串聯(lián)方法,從可以解決這類問題。這樣五平逆變器a示形式。016但由于開關(guān)特性多樣性,以及其參數(shù)離散性可能導(dǎo)致串聯(lián)上出現(xiàn),RCab260°坐標(biāo)多二極管箝位型SVPWM上是60°坐標(biāo)空間矢量坐標(biāo)換和扇區(qū)判定和三相同不同是扇區(qū)（A例）1+3+5+7=16個小三角形確定參考矢量落矢量三角形判定方法可參見下表。輸出開關(guān)狀態(tài)確定和三：設(shè)這三本矢量ii、飛跨容型多且式較有功和無功功率利用大組合冗余衡1m（1（22，靠性較差；2）功率換路困難頻率和損耗較高，且算要求較高。飛跨容型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.48TQQQ’Q’61 4 1 4是IGBT之間代替二極管來進(jìn)行箝各工作原理和二極管箝路同。可見此路在輸出合方面功率狀態(tài)選擇靈活性更大。、級聯(lián)型多電平逆變器H6）缺點(diǎn)：1）四象限運(yùn)行困難；2）需要多個獨(dú)立的直流電源。1.（H橋）串（2H半橋組成半）橋2H2H2H橋,l2:Ud、id別u、uR別2H左、右臂點(diǎn)與負(fù)之差即左右臂的輸出uH、iH別2H輸出與輸出S1S2S3S4別四狀態(tài),由相制信號決,其值1O斷。、SR別左、右臂狀態(tài)同臂兩能同時導(dǎo)S、S10表示上下橋臂不能同時導(dǎo)L R1與32即S S的控制信號反向,1與32

與4S的控制信號反向開關(guān)狀態(tài)與控制信號與4的對應(yīng)關(guān)系為：即左右橋臂的輸出電壓分別為2H單元輸出電壓為直流側(cè)電流為控制策略1）三角載波移相PWM（PSPWM）控制法HPWM（PSPWM）控制方法m360/(m-1可以生成相對獨(dú)立的(m-1PWM去驅(qū)動PWM（m-1）倍。PWM1）PWMH橋單元沒有 PWM電壓輸出，造成輸出電壓開關(guān)頻率的下降，輸出電壓的諧波增加。2）H橋單元間不存在輸出功率不平衡的問題。因為在 PSPWM控制方法下，各級之間的輸出電壓的 PWM波形基本一致。3）與主電路的模塊化結(jié)構(gòu)相一致，PSPWM控制方法中針對各個 H橋單元的載波和調(diào)制波也呈現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)。4）對于同樣的三角載波頻率，PSPWM控制方法的輸出電壓頻率是載波頻率的 N倍（N為串聯(lián)H橋單元個數(shù)，載波的移相角為 2π/N）。2）載波層疊 PWM控制法其基本思想為:對于 m電平逆變器,每相采用 m-1個具有頻率和幅值相等，呈對稱分布的三角波為載波,采用上下連續(xù)層疊的方式,與同一個調(diào)制波(一般是正弦波)進(jìn)行比較,在采樣時刻根據(jù)三角載波與正弦調(diào)制波比較的結(jié)果去驅(qū)動逆變器的功率開關(guān)：若正弦波幅值大于三角波幅值,對應(yīng)的功率開關(guān)器件導(dǎo)通,否則關(guān)斷。通過對開關(guān)器件的控制可不同的輸出電平。根據(jù)三角載波相的不同,可分為同相層疊式、正負(fù)反相層疊式和交替反相層疊式三種。PWM,。載PWM優(yōu)點(diǎn)：大大降低輸出含量輸出特等開關(guān)頻率高輸入和輸出呈現(xiàn)關(guān)系且控制簡單易于實現(xiàn)適用于任何。3）2HPWM法m每一相由(m-1)/2H五對應(yīng)開關(guān)狀態(tài)53=12本矢量6開關(guān)狀態(tài)大于本矢量即存一個本矢量對應(yīng)開關(guān)狀態(tài)情況此即空間矢量間矢量冗余特性使得更加靈活。七級聯(lián)型1.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直流源相等2H七采直流側(cè)源不等2H混合七采直流側(cè)源不等2H為了單元相同情況下輸出更達(dá)到輸出形效果越效果即輸出形諧含量越1:4122…21和32:…31 N）兩種同混合元聯(lián)與使器件較表所示。基于七聯(lián)型逆器載波層疊調(diào)制方式①載波同相調(diào)制方式（PD）②載波反相調(diào)制方式（POD）③載波交替反相調(diào)制方式（APOD）DDD。法法研究關(guān)鍵在于找出使各級單元串聯(lián)后輸出多平控規(guī)律。參考矢量移SVPWM法基本原理各逆變器功率單元的參考矢量初始進(jìn)行移。N平逆變器單元組成N型逆變器。相位依次相差：0θ22πkcNkc頻相位依次相差：θ m 對于N三相電壓型逆變器組成多電平逆變器nθπkc這在kθ m 位置與其所在扇區(qū) 以及相對度 關(guān)系如下：(k)其中m6θπ3mθ應(yīng)空間電壓,并可以計算出空間電壓作用時間。上圖2H共有六橋臂可分成兩組：左A、LB、LCRA、RB、RC對其進(jìn)行分別控制可得兩電壓：左橋臂電壓和右橋臂電壓。uANuBNuCNu(uANuBNuCN)uL(uLNuLNuLN)uR(uRNuRNuRN),即uLuRAA1ALAAA2ARABCA,2HSVPWM2HSVPWM2HN2HSVPWMN2H2HSVPWM2H18°。使各不簡幅值疊加SVPWM,各間側(cè)初始角依次π/(kcN)。N2HSVPWM。SVPWM控制算與傳統(tǒng)兩平SVPWM算進(jìn)行了，各2H單元壓在作用時間上差π/(kcN)（kc為頻率調(diào)制比，SVPWM在沒有增加算復(fù)雜度前提下，實現(xiàn)了高性能N2H采用SVPWM，每一個2H輸出壓為2N+l平，線壓輸出4N+l平。采用SVPWM控制算32H七平仿真波形。SVPWMPWM15%左。PWM與SVPWMPWM控分為層疊PWM控方與PWM控方PWM在控過程中基本功單元器件導(dǎo)通時間不同開關(guān)損耗會不同因此散熱不過程中存在源輸出功分布不均衡問題。PWM需要頻。就原理來說APOD方是來源于PWMPDPODAPOD派生或擴(kuò)展。兩種方不同點(diǎn)如下：（l）PWM主要目是讓逆變器輸出近似于正弦輸出會受到負(fù)影響于磁場形狀是間接控SVPWM將逆變器與機(jī)看成機(jī)形磁場到控PWM目因此于磁場控是接。PWM方正弦或分正弦為載與接點(diǎn)逆變器主開關(guān)器件開關(guān)時SVPWM法是將分成間接逆變器主開關(guān)器件開關(guān)時。PWMM=而SVPWM產(chǎn)生M>基PWM基15%面占優(yōu)。SVPWM