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具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术

2021-02-28江雨泽付光杰

电气传动 2021年4期

江雨泽,付光杰

(1.哈尔滨科学技术职业学院现代服务学院,黑龙江哈尔滨150300;2.东北石油大学电气信息工程学院,黑龙江大庆163318)

中性点钳位式(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器因其具有较低谐波失真、低电压变化率以及较好的高压性能,使其广泛应用于中压大功率领域。NPC三电平逆变器的拓扑结构是包括有源NPC和T型逆变器等新型逆变器的基础[1]。然而,中点(NP,neutral point)电位波动是NPC三电平逆变器不可避免的问题。若中点电位的平衡问题不能有效解决,可能导致逆变器的开关以及直流侧电容器发生故障,并增加输出电压的谐波含量。同时,在大调制比、低功率因数的情况下,空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术无法控制NP电位平衡[2]。

针对NPC三电平逆变器NP电位不平衡以及SVPWM存在的问题,很多学者提出了不同的解决方案[3-6]。例如,文献[3]针对传统的SVPWM技术可以通过调整冗余小矢量持续时间比例实现中点电位平衡;文献[7-9]采用注入零序分量平衡中性点电位。但是,上述方法用于NP平衡时可能会导致NP电位的低频振荡。为解决这一问题,提出虚拟空间矢量脉宽调制(virtual space vector pulse width modulation,VSVPWM)[10]技术。VSVPWM技术提出以来受到广泛关注,如文献[11-12]提出基于VSVPWM的闭环NP电压控制;基于VSVPWM技术的混合PWM方法也是解决NP电压波动的有效策略[13]。

但是,在光伏发电等领域需对直流侧电容电压进行非对称调节,以提高系统效率[14]。因此,要求PWM技术不仅能够平衡NP电位,还能够通过不平衡的直流链路改善失真输出电压和电流的质量,并对直流侧非平衡工况进行控制。……

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