三电平逆变器SVPWM控制策略与实践

"三电平逆变器SVPWM控制策略的研究" 三电平逆变器是一种先进的电力电子变换设备，其主要特点是通过中点钳位技术，利用串联的直流电容器产生三种不同的电平，即正、零、负电压。相较于传统的两电平逆变器，三电平逆变器在输出电压电流的谐波含量、开关损耗、电压应力等方面具有显著优势，这使得它在大功率应用中得到广泛应用，特别是在中高压领域，如光伏、风电、储能系统的并网逆变器。 中点钳位型三电平逆变器（NPC）因其独特的结构，能够有效地减小输出电压的谐波成分，从而提高了电能质量。此外，这种逆变器降低了开关器件的电压应力和开关损耗，降低了系统运行的能耗，有利于缩小滤波器等无源元件的尺寸，减轻系统整体重量。近年来，随着技术的发展，三电平NPC逆变器开始在低压380V-690V的系统中被广泛采用。 在三电平逆变器的控制策略中，空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）是一种常用的方法。SVPWM策略能够有效地优化开关状态，减少谐波含量，提高逆变器的效率和动态性能。刘亚军在其硕士论文中，详细探讨了三电平逆变器的SVPWM控制，提出了一种易于数字化实现的实用算法。该算法在保证系统性能的同时，还考虑了电容中点电压的控制问题，通过结合滞环控制和PI控制策略，有效地稳定了中点电压。 此外，论文还针对三电平逆变器的死区补偿和过调制处理进行了深入研究。死区效应是开关器件固有的问题，会影响逆变器的输出质量。论文提出了新的方法以解决在过调制情况下中点电压的平衡问题，同时研究了死区的实现方案和补偿策略，通过仿真验证了这些策略的有效性。 为了验证提出的三电平SVPWM算法，论文在MATLAB环境下构建了基于三电平逆变器的感应电机V/F控制系统和矢量控制系统。仿真结果显示，该三电平空间矢量PWM算法是可行且高效的。在硬件实现方面，论文提出了基于DSP（数字信号处理器）TMS320LF2407A和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的两种实现方法，通过实际实验验证了算法的可行性。 关键词涉及：三电平逆变器，SVPWM算法，中点电压控制，死区补偿，过调制。这些关键概念构成了三电平逆变器高效控制的核心，对于理解和优化这类逆变器的性能至关重要。