施必剑 胥 飞

（上海电机学院电气学院，上海201306）

0 引言

常规四桥臂逆变器控制矢量计算过程繁琐，而且在直流侧中点电压平衡问题中，无法对中点电压的平衡进行有效、实时的控制[1]，误差量较大。为了使三电平三相四桥臂空间矢量控制速度更快，结构更简单，并且能够对直流侧中点电压平衡进行有效控制[2]，降维的思想显得尤为重要。

1 降维的三电平四桥臂逆变器数学模型

由基尔霍夫电压定律得三电平三相四桥臂逆变器推导公式：

由于三相四线制中的不对称且畸变电源电压通过逆变器最后输出电压是对称的，所以满足：

假设各桥臂控制采用对称控制，即各桥臂中点电势UAN、UBN、UCN是对称的，忽略其中的高频开关分量，满足：

将式（3）代入式（1），得到第四桥臂参考电压：

再将式（4）代入式（1），得到前三桥臂参考电压：

2 3D-SVPWM逆变器控制

采用3D-SVPWM逆变器控制[3]需要求得三相参考电压值，为了使计算简单，将三相四桥臂逆变器电路模型简化成平均电流电路模型，其中，逆变器的输出等效为电压源，负载等效为电流源。再将平均电流电路模型利用对称分量法将电压电流分解成正序、负序和零序，分别对正负零序进行计算，再采用PI[4]对电压、电流进行调节。假设三相输出电压为对称电压，则：

式中，U为电压瞬时值；ω为电压角频率。

根据分解的正负零序模块得到的逆变器输出电压：

3 直流侧中点电压控制

由于三电平逆变器存在中点电压不平衡问题，为保证晶闸管承压较小，防……