一种适用于较少级联模块的H桥多电平变流器最近电平逼近调制改进算法
2016-04-10熊成林张晓华张正松冯晓云
熊成林,张晓华,余 彬,刘 碧,张正松,冯晓云
(1. 西南交通大学 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室, 四川 成都 610031;2.西南交通大学 电气工程学院,四川 成都 610031)
较之传统的两电平、三电平和多电平结构的变流器,级联型多电平变流器采用低压、低频器件实现高频、大功率的输出,具有很多优点:变流器子模块结构相同,其设计、安装和维修很容易实现模块化;变流器输出电压高、谐波含量低;电压变化率小,功率器件应力小、开关频率低等[1-2]。以级联H桥多电平变流器为代表的级联型拓扑则采用模块化的结构设计,便于系统扩容和引入冗余控制模式,在实际工业应用中较多采用这种结构。
脉冲调制技术是直接影响多电平变流器输出性能的关键技术之一。传统的脉冲调制技术包括脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术、空间矢量脉宽调制 (Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技术、最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,NLM)技术等[3]。其中的NLM是一种实时调制方法,具有低次谐波含量少、开关频率低、开关损耗小、效率高、实现方式简单等优点,但既有NLM技术所采用的算法(简称NLM传统算法)只适合用于电平数为数十及以上的变流器[4-5]。相关学者研究了不对称级联多电平变流器在负载不变的情况下某些模块进入再生状态的问题[6],以及新型电压平衡策略和NLM算法的改进[7]、NLM算法下的不同触发方式以及不同电平数和调制下的谐波特性[8]、三相级联多电平变流器相间环流的抑制[9]等问题。但这些研究均没有分析NLM传统算法本身的调制误差问题,而这种调制误差在中压应用领域、级联模块较少的情况下会对变流器的性能产生不利影响。……
