三电平变流器低开关损耗调制算法研究

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1、第50卷第9期电力电子技术Vo1．)U．o．2016年9月PowerElectronicsSeptember2016三电平变流器低开关损耗调制算法研究李洪刚，吴翔，叶宗彬(中国矿业大学，信电学院，江苏徐州221000)摘要：随着工业应用对大功率电力电子设备性能要求的提高，变流设备开关频率升高导致开关损耗增大。研究了三电平变流器低开关损耗调制算法，通过预先设定合理的脉冲序列并根据序列对中点电位的影响将其分类为P型和N型序列。根据中点电位偏移情况控制两类序列的柔和切换，从而实现中点电位平衡和降低开关损耗的目标。预设的脉冲序列在一个采样周期只有4次

2、开关动作，可减少开关损耗约1／3。另一方面，在部分扇区内．通过选择冗余序列实现大电流箝位以进一步减小开关损耗。实验结果证明了算法对中点电位平衡控制及其减少开关损耗的有效性。关键词：变流器；中点电位平衡；低开关损耗；脉冲序列中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)09—0010—03ResearchonSwitchIingLossReductionModulationMethodforThree．1evelConvertersLIHong—gang，WUXiang，YEZong-bin(ChinaUnivers

3、ityofMiningTechnology，Xuzhou221000，China)Abstract：Withrequirementsimprovefortheperformanceofhigh—powerelectronicdevicesinindustrialapplications，theadditionofconverterswitchingfrequencyincreasesleadtoincreasedswitchinglosses．Thethree-levelinverterswitchinglossesreductionmodu

4、lationalgorithmisstudied．PresettingpulsesequencesreasonablytoclassifythemasP—typeandN—typesequencebasedontheirimpactstomidpointpotentia1．Thetwotypessequencewillbeswitchedtoeachotherbasedonthemidpointpotentialbiasinordertoachievethetargetsofmidpointpotentialbalanceandswitchi

5、nglossesreduction．Thepresetpulsesequencesonlyhavefourtimesswitchingoperationinasampleperiodwhichcanreduceabout1／3oftheswitchinglosses．Ontheotherhand，insomesectors，redundantsequencescanbeselectedtoachievebigcurrentclampforfurtherswitchinglossesreduction．Experimentalresultssh

6、owtheefectivenessforlossesreductionandmidpointpotentialbalance．Keywords：converter；neutralpointbalance；lossreduction；pulsesequenceFoundationProject：Suppoaedby2014JiangsuNaturalScienceFoundation(No．BK20140204)1引言的同时，应保证中点电位波动在一定范围内【4】。同时在矢量切换时，应避免三相同时切换，以减小对工业应用对大功率电力电子设备提出了更

7、高外界的电磁干扰。的性能要求，这使开关频率升高，导致系统损耗变大，冷却更加复杂。为降低等效开关损耗，大量文2提出的调制算法献研究不连续脉冲宽度调制(DPWM)。DPWM可三电平空间矢量分布如图1所示。有效减少开关次数，从而减小开关损耗【1_。另一方面开关损耗还与开关动作时流过开关的电流大小有关，为进一步减小开关损耗．可保持电流最大相开关器件不动作，即大电流箝位。对三电平变流器而言．中点电位平衡是变流器安全稳定运行的必要条件，在考虑降低开关损耗基金项目：2014年江苏省自然科学基金青年基金(BK2Ol402O4)定稿日期：2016一O1—28S

8、。_5作者简介：李洪刚(1990一)，男，湖北麻城人，硕士研究生，图1三电平空间矢量图研究方向为大功率电力传动Fig．1Three-levelspacevector