姜卫东 赵德勇 胡 杨 潘 俊



基于载波实现的二极管钳位型三电平逆变器虚拟空间矢量脉宽调制方法

姜卫东1赵德勇1胡 杨1潘 俊2

（1. 合肥工业大学电气与自动化工程学院 合肥 230009 2. 安徽动力源科技有限公司 宣城 242100）

首先介绍了二极管钳位型三电平逆变器空间矢量脉宽调制（SVPWM）和虚拟空间矢量脉宽调制（VSVPWM）原理，给出VSVPWM在第一扇区各分区的开关序列。建立包含中点电压平衡方程在内的二极管钳位型三电平逆变器的调制模型，分析VSVPWM策略与基于载波脉宽调制（CBPWM）策略的内在联系，得到基于载波调制的VSVPWM方法（CB-VSVPWM）。在保持输出线电压不变的前提下，改变某一相1电平作用时间来调节由于参数及积累误差造成的中点电位的偏移。最后，实验结果验证了理论分析的正确性。

三电平 电容电压 虚拟空间矢量脉宽调制 载波脉宽调制

0 引言

近年来，三电平拓扑已在大功率中高压交流电机传动、电网无功补偿和光伏并网等多个领域有着广泛应用。与两电平拓扑结构相比，三电平变流器具有如下优点：①每个功率管承受较小的电压应力；②在开关频率相同的情况下，能大大改善输出波形；③降低了功率管开关损耗。

在所有三电平拓扑中，二极管钳位型三电平变流器的应用最为广泛[1,2]。中点钳位（Neutral Point Clamped，NPC）三电平变流器的脉宽调制（Pulse Width Modulation, PWM）策略多数是两电平变流器调制策略的延伸，可以分为指定谐波消去PWM（Specific Harmonic Elimination PWM，SHEPWM）和次谐波消去（Sub-Harmonic PWM, SHPWM）。载波PWM（Carrier Based PWM, CBSPWM）和空间矢量PWM（Space Vector PWM, SVPWM）都属于SHPWM。已有文献证明CBPWM和SVPWM存在一致性[3-5]。

中点电压平衡控制是三电平NPC变流器研究的热点和难点，不同的调制方法有不同的电容电压平衡方法，如针对载波PWM的零序分量注入法[6-8]和SVPWM的冗余矢量调整法[9-11]。……