三電平NPC變換器中點(diǎn)電壓波動(dòng)抑制策略研究.pdf

1、三電平中點(diǎn)箝位型(Neutral-Point-Clamped,NPC)變換器具有結(jié)構(gòu)簡單，開關(guān)應(yīng)力小，開關(guān)損耗少，電磁干擾低等優(yōu)點(diǎn)，但其固有的中點(diǎn)電壓不平衡的問題限制了這一拓?fù)湓趯?shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。本文主要針對(duì)三電平NPC變換器中點(diǎn)電壓不平衡的問題進(jìn)行研究。
　　詳細(xì)分析了三電平NPC變換器的工作原理，研究了變換器直流側(cè)中點(diǎn)電壓平衡機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，深入分析了零序電壓和中點(diǎn)平均電流之間的關(guān)系，分三種情況討論了零序電壓的取值限制對(duì)

2、中點(diǎn)平均電流的影響。
　　零序電壓注入法可以很好地控制三電平NPC變換器直流側(cè)的中點(diǎn)平衡，具有原理簡單、計(jì)算簡便等優(yōu)點(diǎn)，但是在調(diào)制系數(shù)較大或者功率因數(shù)較低的情況下存在不可消除的低頻波動(dòng)。雙調(diào)制波法可以在全范圍內(nèi)消除中點(diǎn)波動(dòng)，但會(huì)造成開關(guān)頻率的增大和諧波性能惡化。針對(duì)零序電壓法和雙調(diào)制波法的優(yōu)勢和劣勢，提出了零序電壓注入和雙調(diào)制波混合的調(diào)制方法，這種混合調(diào)制方法達(dá)到了在消除低頻波動(dòng)的同時(shí)又能最大程度上降低開關(guān)頻率和保持諧波性能的目的

3、。
　　深入研究了載波變幅調(diào)制對(duì)三電平NPC變換器輸出參考電壓的影響，得出了載波幅值隨著直流側(cè)上下電容電壓成比例變化時(shí)三電平NPC變換器能夠輸出理想基波幅值的參考電壓和保持輸出參考電壓伏秒平衡的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，提出了基于載波變幅求解零序電壓的中點(diǎn)電壓平衡控制方法。該方法首先將載波幅值按照直流側(cè)上下電容電壓成比例變化，保持輸出參考電壓相關(guān)特性，然后根據(jù)控制直流側(cè)中點(diǎn)電壓平衡的原理向三相參考電壓中注入合適的零序電壓，控制直流側(cè)中點(diǎn)電