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改进Z源逆变器三载波PWM策略

2012-05-09李军军王世明黄有方匡兴红杨琛

上海海事大学学报 2012年3期

李军军,王世明,黄有方,匡兴红,杨琛

(1.上海海洋大学工程学院,上海 201306;2.上海海事大学科学研究院,上海 201306)

0 引言

相对于其他类型的逆变器[1-2],Z 源逆变器[3]具有可实现升降压变换以及逆变器桥臂可以直通等优点,在新能源发电领域具有广阔的应用前景[4-7].文献[8]提出一种改进Z源逆变器,能大大减小Z网络电容电压应力并具有内在的抑制启动冲击电流的能力,从而可以使用低压电容以减小系统的体积和成本、增加可靠性[9].

对于三相Z源逆变器,目前主要有3种控制策略[10-12]:简单升压控制、最大升压控制、最大恒定升压控制,这些控制策略中升压因子与调制度相互关联.文献[13]提出一种双载波脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)策略,可使升压因子独立于调制度,但部分直通零状态在非零矢量作用时间加入,会改变原来的PWM波形,增加输出谐波.本文提出一种三载波PWM策略,通过3个三角波载波与三相调制信号比较控制6个功率器件,可以使升压因子独立于调制度,并且不改变原来的PWM波形.分析表明,采用该调制策略时,改进Z源逆变器电容电压应力和功率器件电压应力均低于传统控制策略.将该方法应用于改进Z源逆变器,可获得较好的控制效果.

1 改进Z源逆变器

改进Z源逆变器[8]拓扑见图1.假设Z网络对称,即 L1=L2,C1=C2,则 VC1=VC2=VC,vL1=vL2=vL,且有

式中:直通占空比D0=T0/T,T0为一个开关周期中的直通时间.VC小于传统Z源逆变器电容电压,有利于减小电容的体积并节约成本.

图1 改进Z源逆变器拓扑

升压因子

假设逆变器的调……

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