中点箝位型三电平变换器SFOPWM方法的研究

电源技术论文中点箝位型三电平变换器SFOPWM方法的研究摘要:介绍了中点箝位型三电平变换器中的一种典型载波PWM方法——开关频率优化PWM(SFOPWM),这种方法由于注入零序的三次三角波,调制比最大可以达到1.15;另外通过适当选择载波和调制波之间的相移可以减少开关次数。仿真和实验结果验证了该方法的特点。关键词:中点箝位型三电平变换器;开关频率最优化脉宽调制1概述二极管中点箝位型三电平变换器[1]如图1所示。由于二极管的箝位,这种变换器中每个功率开关管承受的最大电压为直流侧电压的一半,从而降低了开关过程的dv/dt,因此可以用低成本的低压器件实现中高容量的变换;另外,由于输出电压有三种电平,其谐波水平明显低于二电平变换器,因此可以简化输出滤波器的设计和降低EMI问题;最后这种变换器在实现中高容量的变换时没有工频变压器,节省了装置的体积,提高了系统的效率。因此,这种结构的变换器在高电压大功率的变频调速、有源电力滤波装置、高压直流(HVDC)输电系统和电力系统无功补偿等方面有着广泛的应用前景。本文从控制自由度的角度介绍了SFOPWM方法,这种方法由于在正弦调制波中注入零序三次分量,从而使电压利用率提高到1.15;另外,合理选择载波同调制波之间的相移可以减少开关次数。最后用MATLAB的SIMULINK工具仿真研究了SFOPWM的特性,实验结果验证了SFOPWM方法的特点。图12SFOPWM技术三电平逆变器载波技术,来源于两电平的SPWM技术,但是,由于三电平逆变器特殊的结构,三电平的载波技术又不同于两电平的载波技术。三电平逆变器中的开关管多,因此三电平逆变器的载波和调制波都可能不止一个,而且每一个载波和调制波都有多个控制自由度;这些载波和调制波的控制自由度至少有频率、幅值和调制波和载波之间的偏移量等