冯九一，宋文祥，徐渊，汪飞（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）



一种5电平ANPC逆变器的优化PWM方法

冯九一，宋文祥，徐渊，汪飞
（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）

摘要：降低功率器件的开关频率，可减少中高压大容量逆变器的工作损耗，并进而增加输出功率，但也会带来电流谐波较大的问题，解决此问题的办法便是采用优化PWM方法。研究了一种5电平有源钳位逆变器在低开关频率运行下的电流谐波最小PWM方法。针对不同调制度范围，提出两种不同的遗传算法适应度函数来求解高精度初值，并以电压低次谐波幅值方程为非线性约束条件，增强了对低次谐波幅值的限制。通过优化求解得到的开关角具有良好的电流谐波性能，仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词：5电平；有源钳位；低开关频率；电流谐波最小；遗传算法

多电平逆变器在高压大功率场合得到了越来越广泛的应用，但是随着工作电压的升高，逆变器输出功率增大，开关损耗也会相应增加，这对器件的寿命以及散热都带来严峻考验。解决方法就是降低开关器件的开关频率以提高逆变器的输出功率［1］。但是传统的脉宽调制（PWM）方法，例如空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation，SVPWM）方法在低开关频率运行时会产生大量的低次谐波［2］，不适合应用到低开关频率下，因此需要采用同步优化PWM策略［3-5］，如特定谐波消除脉宽调制（selected harmonic elimination pulse width modulation，SHEPWM）方法［6-7］、电流谐波最小脉宽调制（CHMPWM）方法［8］等。SHEPWM是以消除特定次谐波为目的，能够产生更好的输出波形；……