發(fā)布時間：2020-02-15 05:28

【摘要】：在大功率逆變器中采用斷續(xù)脈寬調制(discontinuos pulse width modulation,DPWM)可實現(xiàn)開關損耗不變的前提下,有效提高逆變器等效開關頻率,提高系統(tǒng)控制性能,降低濾波器的設計難度。但三電平DPWM中點平衡控制尚未有很好的解決方案。該文以三電平DPWM1為例,分析基于空間矢量脈沖寬度調制的三電平DPWM1實現(xiàn)方法。借鑒連續(xù)調制的中點平衡控制方法定量分析三電平DPWM1及其冗余矢量序列(DPWM3)對中點電位的影響。文中提出一種基于DPWM1和DPWM3混合調制策略,該調制策略能有效控制中點電位平衡,在中點電位調節(jié)期間開關頻率基本不變,兩種調制算法的切換采用滯環(huán)方式,切換時選擇兩種調制算法每個小扇區(qū)中的共同矢量作為切換矢量,減小切換造成的額外開關動作。最后,仿真和實驗結果驗證所提的調制策略的有效性。
【圖文】：

增刊孫青松等：考慮中點電位平衡的三電平逆變器斷續(xù)脈寬調制策略研究1835實驗驗證為進一步驗證理論分析和仿真結果的正確性，搭建25kW三電平NPC小樣機實驗平臺進行實驗驗證，小樣機采用TI公司的TMS320F28377數(shù)字處理器和XILINX的FPGAXC6SLX25作為控制系統(tǒng)，實驗平臺如圖11所示。實驗系統(tǒng)參數(shù)如表4所示，，其中中間支撐電容C1和C2取值為28mF。NPC控制板直流電容示波器上位機圖11實驗平臺Fig.11Experimentalplatform圖12給出了采用DPWM1作為調制策略但未進行中點電位控制的實驗波形。從圖12(a)可知，隨著并網(wǎng)電流增大，中點電位偏差值也隨著增加，當偏差值達到保護閥值后會導致變流器不能正常工作。圖12(b)給出了中點電位偏差值達到30V時，A相電壓、AB相線電壓和A相電流波形，可以看出相電壓，線電壓因為上下電容的不均衡變得不再對稱，會引起并網(wǎng)電流含有較大的二次諧波。圖13給出了本文所提出的中點平衡控制方法的實驗波形。從圖13(a)可知，中點電位的偏差被較好的控制在滯環(huán)環(huán)寬內(nèi)。圖13(b)、(c)給出了在t1t(4s/格)(a)中間直流電容電壓偏差Ia(0A/5格)IaΔUdcΔUcd(0V/2格)t(10ms/格)(b)中點電位偏差值30V時相電壓、線電壓和相電流波形Ia(0A/5格)IaΔUdcΔUcd(0V/2格)UaUabUa、Uba(0V/4格)圖12未進行中點平衡控制實驗波形Fig.12Experimentalwaveformswithoutneutral-pointbalancingmethodΔUdc13(c)13(b)t(4s/格)(a)中間直流電容電壓偏差ΔUcd2(0V/格)t(20ms/格)(b)中點電位偏移至下限時相、線電壓和相電流Ia(0A/5格)IaΔUdcΔUcd(0V/2格)U

增刊孫青松等：考慮中點電位平衡的三電平逆變器斷續(xù)脈寬調制策略研究1835實驗驗證為進一步驗證理論分析和仿真結果的正確性，搭建25kW三電平NPC小樣機實驗平臺進行實驗驗證，小樣機采用TI公司的TMS320F28377數(shù)字處理器和XILINX的FPGAXC6SLX25作為控制系統(tǒng)，實驗平臺如圖11所示。實驗系統(tǒng)參數(shù)如表4所示，其中中間支撐電容C1和C2取值為28mF。NPC控制板直流電容示波器上位機圖11實驗平臺Fig.11Experimentalplatform圖12給出了采用DPWM1作為調制策略但未進行中點電位控制的實驗波形。從圖12(a)可知，隨著并網(wǎng)電流增大，中點電位偏差值也隨著增加，當偏差值達到保護閥值后會導致變流器不能正常工作。圖12(b)給出了中點電位偏差值達到30V時，A相電壓、AB相線電壓和A相電流波形，可以看出相電壓，線電壓因為上下電容的不均衡變得不再對稱，會引起并網(wǎng)電流含有較大的二次諧波。圖13給出了本文所提出的中點平衡控制方法的實驗波形。從圖13(a)可知，中點電位的偏差被較好的控制在滯環(huán)環(huán)寬內(nèi)。圖13(b)、(c)給出了在t1t(4s/格)(a)中間直流電容電壓偏差Ia(0A/5格)IaΔUdcΔUcd(0V/2格)t(10ms/格)(b)中點電位偏差值30V時相電壓、線電壓和相電流波形Ia(0A/5格)IaΔUdcΔUcd(0V/2格)UaUabUa、Uba(0V/4格)圖12未進行中點平衡控制實驗波形Fig.12Experimentalwaveformswithoutneutral-pointbalancingmethodΔUdc13(c)13(b)t(4s/格)(a)中間直流電容電壓偏差ΔUcd2(0V/格)t(20ms/格)(b)中點電位偏移至下限時相、線電壓和相電流Ia(0A/5格)IaΔUdcΔUcd(0V/2格)U

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