王　乐，傅　琪，吴　悦(上海大学机电工程与自动化学院，上海　200072)



基于三电平拓扑电路的五电平逆变器电流谐波最小PWM方法研究

王乐，傅琪，吴悦
(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)

摘要:降低功率开关器件的开关频率，可以减少逆变器的开关损耗，并提高输出能力，但随之会带来负载输出谐波增加、控制性能下降等问题。研究了一种基于三电平拓扑电路的五电平逆变器在低开关频率运行下的电流谐波最小PWM(CHMPWM)方法，采用遗传算法解决了CHMPWM求解的高精度初值问题，通过对低次谐波幅值的限制使负载输出电流具有良好的抑制谐波性能。基于MATLAB/Simulink系统仿真结果表明了该方法的有效性。

关键词:五电平逆变器;低开关频率;电流谐波最小PWM;遗传算法

0　引言

随着电力电子技术的不断发展，多电平逆变器在大功率场合的应用日益广泛，如大型压缩机和风机、矿井提升、机车牵引传动等，但也带来了一系列技术难题。由于逆变器在工作电压升高时，输出功率增大，开关损耗也相应增加，功率器件的散热和寿命都会面临很大考验，解决此类问题的关键就是降低开关器件的开关频率［1］。但传统脉宽调制PWM控制方法在低开关频率工作时容易产生大量低次谐波，严重时会出现逆变器输出波形失真问题，为此需要采用优化PWM策略，如特定谐波消除PWM(SHEPWM)［2］、电流谐波最小PWM(CHMPWM)［3］等方法。

基于三电平拓扑电路的五电平逆变器相比传统中点钳位五电平及电容箝位五电平逆变器，具有体积小、可靠性高、中点电位易控制、输出电平状态灵活多变等优点［4］。……