双调制轨迹控制级联H桥整流器的电压平衡研究

"级联H桥整流器的双调制轨迹控制研究" 级联H桥整流器在电力电子系统中广泛应用于大功率和多电压等级的场合，其直流侧电容电压平衡是确保系统稳定运行的关键。电容电压不平衡可能导致效率下降、设备过热、寿命缩短甚至系统故障。本研究由王聪、王俊和赵锋在中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院进行，旨在解决这一问题。 首先，论文深入探讨了电容电压不平衡的成因，从安全工作区和负载功率分配两个角度进行分析。安全工作区是指变换器在正常运行时必须保持的电压和电流范围，而负载功率分配则涉及到各桥臂之间负载的均衡。当负载分布不均或工作条件变化时，直流侧电容电压可能偏离平衡状态，导致安全工作区的缩小。 接着，研究提出了双调制轨迹法，这是一种创新的控制策略，用于实现电容电压的平衡。双调制轨迹法基于逻辑代数描述，通过调整各桥臂的开关频率和占空比，使得交流侧电压合成点始终落在预先设定的平衡边界条件上。这种方法的优势在于可以适应多H桥级联的复杂情况，具有良好的扩展性。 论文还提供了双调制轨迹法的通用算法，详细阐述了如何实施这一控制策略。通过这种控制策略，即使在较大的负载不平衡区间，也能有效地保持直流侧电容电压的平衡，从而提高系统的稳定性和效率。 仿真结果验证了双调制轨迹控制策略的有效性，证明了该方法能够有效地解决级联H桥整流器的电容电压平衡问题，对实际应用具有重要的指导意义。此外，该研究对于提升电力电子变换器的整体性能和可靠性，特别是在分布式能源系统、高压直流输电等领域，具有深远的影响。 关键词：级联H桥整流器、安全工作区、双调制轨迹法、电压平衡、逻辑代数 中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1673-9787(2014)03-0327-06