最新多电平逆变器教案资料.ppt

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1、4.2H桥逆变器4.3多电平逆变器拓扑结构4.4基于载波的PWM调制法4.5阶梯波调制法4.6应用实例4.1简介24.1简介串联H桥逆变器:英文CascadedH-Bridge,CHB3H桥逆变器包括两个桥臂，每个桥壁有两个IGBT串联组成。逆变器直流母线电压固定不变，输出的交流电压可通过PWM方法进行调节，即双极性调制法和单极性调制法。4.2H桥逆变器4串联H桥多电平逆变器：由多个单相H桥逆变器(也称为功率单元)组成的，把每个功率单元的交流输出串联连接，来实现中压输出，并减小输出电压的谐波。是中压大功率传动系统中应用最为广泛的逆变器拓扑结构之一。主

2、要有两种方法：基于载波的PWM方法，即移相调制法和移幅调制法。5Vm：正弦调制波Vcr：三角载波Vg1、Vg3：上部器件S1和S3的门极驱动信号Vg2、Vg4：下部器件S2和S4的门极驱动信号同一桥臂中，上部器件和下部器件为互补运行方式：一个导通时，另一个必须关断。Vab=Van-Vbn双极性调制法：Vab的波形在正负直流电压之间切换。Vabn：第n次谐波电压的有效值。mf：载波比。谐波：以边带频谱形式出现在第mf及其整数倍谐波处。例如2mf，3mf等的两边。阶次高于/低于（mf+/-2）的电压谐波成分幅值很小,可忽略。1.双极性调制法62.单极性调

3、制法两个极性相反的正弦调制波：Vm和Vm-，它们的幅值和频率相同，相位互差180°两个调制波都与同一个三角波Vcr进行比较，产生两个门信号Vg1和Vg3，分别驱动H桥逆变器上部的两个器件S1和S3。单极性调制法：Vab逆变器输出电压在正半周期中只在0和+Vd之间切换，S3和S2互补。在负半周期，则只在0和-Vd之间切换，S1和S4互补。谐波：以边带频谱形式出现在第2mf及其整数倍谐波处。例如2mf，4mf等的两边。阶次高于/低于（2mf+/-2）的电压谐波成分幅值很小,可忽略。7单极性调制法两个极性相反三角波：Vcr和Vcr-，它们的幅值和频率相同，

4、相位互差180°两个三角波都与同一个正弦波Va进行比较，产生两个门信号Vg1和Vg3，分别驱动H桥逆变器上部的两个器件S1和S3。单极性调制法：Vab逆变器输出电压在正半周期中只在0和+Vd之间切换，在负半周期，则只在0和-Vd之间切换。8串联H桥逆变器采用由多个直流电源分别供电的H桥单元，各单元的输出串联连接输出高交流电压。5电平串联H桥逆变器:结构如下图所示，其中每相有两个H桥单元，分别由电压为E的两个独立直流电源供电。此直流电源可以采用多脉波二极管整流器实现。4.3多电平逆变器拓扑结构1.直流侧电压相同的串联H桥逆变器95电平串联H桥逆变器结构

5、101.逆变器每相可输出含有5个不同电平的相电压。2.当S11、S21、S12和S22导通时，H桥单元H1和H2的输出都为E，即：VH1=VH2=E。则逆变器输出的相电压Van，例如端点A相对于逆变器中性点N的电压为2E。3.当S31、S41、S32和S42导通时，为-2E。4.其他三个可以输出的电压电平分别为E，0和-E，它们分别对应不同的开关状态组合。NOTE：逆变器输出的相电压Van并不一定和负载相电压Vao相等，其中Vao为负载侧端点A相对于负载的中性点O的电压。工作过程1112结论：某些电压电平可由超过一种的开关状态实现。例如：对于电压E，

6、它可以由四种不同的开关状态实现。这种冗余性的开关状态在多电平逆变器中非常普遍，使开关状态的设计变得很灵活。串联H桥逆变器输出电压的电平数为m，器件数为nSM：m：逆变器输出电平数nSM:器件数H:H桥逆变器单元数NOTE:串联H桥逆变器的电平数目总是奇数13串联H桥逆变器可完全扩展到任意电平数。下图给出了7电平和9电平逆变器一相的结构。在7电平逆串联H桥逆变器中，每相有3个H桥单元，9电平逆变器中每相有4个H桥单元。147电平和9电平串联H桥逆变器一相的结构15A5A4A3A2A1B1B2B3B4B6C1C2C3C4C5100%电压输出VACVBAV

7、CBABC120TYP.No每相6个功率单元每个功率单元电压为630V输出相电压为630V线电压达6600VA6C6B513电平串联H桥逆变器结构166KV系列高压变频器结构(36脉冲整流)一体式整流干式隔离变压器17POWERCELLB1POWERCELLA1POWERCELLC1POWERCELLA2POWERCELLB2POWERCELLC2POWERCELLC3POWERCELLB3POWERCELLA3高压电机CENTRALCONTROLSYSTEM功率单元LOCALCONTROLS三相高压输入三相变压变频高压输出FIBEROPTICS集成

8、一体式变压器3KV高压变频器结构单元串联多电平移相式电压源型逆变器18三个单元输出的电压叠加得到一相的电压波