H桥级联多电平逆变器相移SVPWM技术的研究

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1、2011年5月25日第28卷第3期TelecomPowerTechnologyMay25，2011，Vol．28No．3文章编号:1009-3664(2011)03-0021-04研制开发H桥级联多电平逆变器相移SVPWM技术的研究黄本润，夏立，吴正国(海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉430033)摘要:载波相移SPWM调制法是级联型逆变器的主流控制方法，其等效载波频率高、谐波特性好、功率单元之间输出功率平衡。而空间矢量法谐波特性好、电压利用率高、控制方法简单便于数字实现。文中针对H桥级联型多

2、电平逆变器的结构特点，综合采用载波移相SPWM法和空间矢量法，并用一种新的空间矢量算法取代传统的方法。该算法中无需三角函数和无理数计算，计算过程非常简单，节约了计算时间，结果更为准确。最后通过系统仿真验证该算法的正确性和有效性。关键词:载波移相法;相移空间矢量法;级联多电平中图分类号:TM464文献标识码:AResearchofPhase-ShiftedSVPWMBasedonH-BridgeCascadedMultilevelInverterHUANGBen-run，XIALi，WUZheng-gu

3、o(CollegeofElectronicandInformationEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract:Phase-shiftedPWMisspeciallyforcascadedinverter．Thecarrierphase-shiftedSPWMhashighequivalentcarrierfrequencyandlowharmonic．Andtheoutputbetweenpowerunit

4、sisbalanced，anditiseasyforexpansion．SVPWMhaslowhar-monicandhighvoltageutilization．Thecontrolmethodissimpleandeasyfordigitalrealization．BasedontheconfigurationofH-bridgecascadedmultilevelinverter，thispapercombinesSVPWMandcarrierphase-shiftedSPWM．Anovelal

5、gorithmofSVPWMisproposed．Ithasn＇tanytrigonometricfunctionandirrationalnumbercalculations，whichsimplifiesthecalculationprocessandleadsthecalculationresultsmoreaccurate．Simulationverificationispresentedtoconfirmthecapabilityofthenovelalgrithm．Keywords:car

6、rierphase-shiftedSPWM;phase－shiftedSVPWM;cascadedinverter由于各单元的调制方法相同，只是载波或参考波相位0引言不同，因而控制算法容易实现，也便于向更多电平数扩多电平PWM控制方法是由两电平发展而来，和展。具体多电平电路的拓扑结构有直接关系。目前应用于空间矢量PWM法(SVPWM)以三相瞬时电压合多电平的PWM控制方法主要有:载波调制PWM法成的空间电压矢量为控制对象，电压矢量由所在区实(Carrier-basedPWM)、空间矢量PWM法(Spa

7、ceVector际存在的电压矢量和零矢量相互切换来合成。实际存PWM-SVPWM或SVM)和特定谐波削去PWM法(Se-在的电压矢量由其开关状态决定，多电平电路的开关lectiveHarmonicsEliminationPWM-SHEPWM)等［1-3］，3状态数量为电平数的三次方(M)。对于超过五电平其中，载波调制PWM方法和空间矢量PWM方法研究电路，开关状态大量增加，SVPWM控制将极其复杂。及应用较多。因此，SVPWM虽然在两电平通用变频器中获得了广根据载波分布特点，载波调制法又可分为消谐波泛

8、应用，却难以向多电平扩展，目前只在二极管箝位型PWM(Sub-harmonicPWM-SHPWM)［4］和载波移相［7-11］三电平电路中获得了实际应用。PWM(TriangularCarrierPhaseShiftingPWM-PSP-由于级联型电路电平数较多，电压空间矢量的［5］WM)。为提高直流电压利用率，在参考波中注入零选择和矢量作用时间的计算都很复杂，虽然已有一序分量的方法称为开关频率优化PWM(SwitchingFre-些基于特殊坐标系的快速