李宁，王跃，王兆安，张辉

（1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2.西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049）

电压型三电平中点钳位（NPC）整流器是目前最常用的多电平整流器［1］，相比于传统的两电平整流器，三电平整流器具有输出功率大、输出波形THD 小、器件电压应力和系统EMI 低等多方面的优点，因而被广泛地应用于各种中高压大功率场合［2-3］。

高性能控制策略是三电平NPC整流器的研究热点。目前，最常用的控制策略是电压定向控制（VOC）策略。1991年，Ohnishi T教授提出了直接功率控制策略（DPC）［4-10］。与VOC策略相比，DPC策略直接选择合适的矢量实现对瞬时功率的控制，因而具有算法简单、动态响应更好等优点［11-17］。然而，由于三电平NPC整流器的特殊性及矢量复杂性，DPC策略的应用远不如VOC策略广泛。

本文分析了三电平NPC 整流器DPC 策略的基本原理，推导了其数学模型，提出了一种无需交流电压传感器的三电平DPC策略，该策略通过系统其他参数估计瞬时功率，节省了硬件成本。在三电平NPC整流器中，直流电容电压波动也是一个亟待解决的问题，本文通过合理选择矢量选择表中各矢量对应的开关状态解决了三电平NPC整流器存在直流电容电压不平衡问题。最后，通过仿真和实验对本文的理论分析进行了验证。

1 三电平NPC整流器数学模型

图1 所示为三电平NPC 整流器等效电路图。图1 中，每相桥臂的电路结构可以简化为一个与直流侧电容相通的单刀三掷开关。在图1中，N 为其参考点；Rs，Ls分别为线路等效电阻和网侧电感；……