新型混合九电平逆变器及其控制策略研究

发布时间：2021-08-11 00:08

　　提出了一种新型混合九电平逆变器拓扑。分析了所提出拓扑的工作原理和调制策略,并研究了基于冗余开关状态选择的悬浮电容电压和中性点电压综合平衡控制策略;最后,通过仿真和实验验证了该拓扑的优越性和电容电压控制策略的有效性。 

【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图４电容电压平衡策略??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｂａｌａｎｃｅ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｏｆ?ｃａｐａｃｉｔｏｒ??

＞０?ｉｏ＜０?ｔ＞〇?／－？＜〇??ＡＥ??Ｔ?１?—?－?３￡??ｔ?１?Ｔ?ｉ?２Ｅ??ｉ?Ｔ?ｉ?ｔ?２Ｅ??ｌ?］?Ｅ??—?—?—?—?０??０??Ｉ?—?—?－Ｅ??Ｔ?ｉ?Ｔ?ｉ?－２Ｅ??ｉ?丨?丨丨－２￡??一?—?４?ｔ?—??—?—?—?—?—ＡＥ??２．２调制策略??这里使用层叠载波调制法控制变流器的输??出，通过正弦参考信号和８个三角载波的比较，可??以产生对应的开关状态，输出９个电平的电压，如??图２所示。??Ｈ〇Ａ??４￡??３￡??２Ｅ??Ｅ??－２Ｅ??一３￡??图２九电平逆变器载波调制的实现??Ｆｉｇ．?２?Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｒｉｅｒ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?９－ｌｅｖｅｌ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＴＡＮＰＣ＿９Ｌ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??３控制策略??３．１?悬浮电容电压平衡控制??所提九电平逆变器能运行的基本条件是悬浮??电容电压能稳定为￡。因此，悬浮电容电压的控制??是逆变器控制器设计时需要解决的核心问题。??如图１所示，所提拓扑的悬浮电容由匕和??串联构成，两个电容的端电压均为￡。如上所??述，冗余开关状态Ｐ２Ｐ，Ｐ２Ｎ，Ｎ２Ｐ和Ｎ２Ｎ能同时??对匕和产生影响，所以在设计悬浮电容电压??控制器时，需要根据Ｃｌ３和电压的状态来确定??优先被调节的电容。??根据以上描述，用和分别表示匕??和匕的电压偏移状态，则匕和（＾调节的优先??权可以由下式表示：??１，｜Ａ＂０｜＞｜Ｍ／？｜??＇＿?０，｜Ａ＂ａ｜专丨氣丨

７??Ｊｕｌｙ?２０２０??ｒ／（５０?ｍｓ／格）??（＾）Ｕｃｉ，Ｕｃ２，ｕ＆〇Ｒｉａ??＂（５０?ｍｓ／格）??ｉ＾Ｗｃａｉ?，＾ＣａＡ?，＾ａｏＲｈ??图６阻性负载实验波形??Ｆｉｇ．?６?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ｆｏｒ?ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ?ｌｏａｄ??（下转第１１２页）??０．３?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８?０．３?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８??ｔ／ｓ?ｔ／ｓ??（ａ）负载阻抗角为９０°?（ｂ）负载阻抗角为０°??图５仿真波形??Ｆｉｇ．?５?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??４．２?实验验证??这里以ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５型数字信号处理器和??ＥＰ３Ｃ５５Ｆ４８４Ｃ６型现场可编程门阵列为核心控制??器设计了?ＴＡＮＰＣ＿９Ｌ实验平台，直流母线电压为??４００?Ｖ＇ｆＣｚＭ?７２０?ｉｘＦ．ＣｐＣｆＳ?０００?｜ｘＦ，基波频??率为５０?Ｈｚ，负载电阻和负载电感为６?ｎ，３０?ｍＨ，??ＭＯＳＦＥＴ型号为ＩＰＷ６０Ｒ０４１Ｃ６。为验证所提出的??ＴＡＮＰＣ＿９Ｌ拓扑与电容电压综合平衡控制方法在??工程实际系统中的性能，进行了与前述仿真中相??似的实验。图６，７分别给出了负载阻抗角为９０°??和０°时，Ｍ分别为０．７，０．８５和１的条件下??＂ＣＭ，＂Ｃｌ，＂（２?，?ｕａｏ，〖ａ?的波形。??４实验??４．１仿真验证??为验证所提出ＴＡＮＰＣ＿９Ｌ拓扑的性能和电容??电压平衡控制方法的有效性，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ??仿真软件中搭建三相逆变器的仿真模型。仿真的??直流母线电压为?８００?￥，（＾＝（＾＝６?００


本文编号：3335042