单相三电平逆变器SVPWM技术与电位控制策略

"二极管钳位型单相三电平逆变器空间矢量脉宽调制方法" 二极管钳位型单相三电平逆变器是一种在高压大功率应用中备受关注的电力电子转换技术。相较于传统的两电平逆变器，三电平逆变器具有诸多优势，比如输出电压更接近于正弦波形，能够降低功率器件的耐压要求，同时减少开关损耗。在电力、工业和运输等领域，这种技术已被广泛应用。 二极管钳位型（NPC）三电平逆变器因其简洁的结构和无需额外变压器的特点，成为多电平拓扑结构中的优选。与之相关的调制技术主要有载波脉宽调制（PWM）和空间矢量脉宽调制（SVPWM）。SVPWM的优势在于其物理概念直观，电压利用率高，且适合数字化实现。然而，传统的单相多电平逆变器多采用PWM方法，这种方法在控制直流侧中点电位波动方面存在局限性。 文章提出了一种适用于单相三电平NPC逆变器的SVPWM新方法，该方法设计简洁，便于在数字信号处理器（DSP）上编程实现。考虑到NPC拓扑中直流侧电容中点电位可能出现的波动，文章引用了电压前馈的概念来缓解这一问题，虽然电压平衡系数的选择和控制方法的实现较为复杂。同时，文章借鉴了对三相三电平逆变器中点电位精确控制的策略，将其应用于单相三电平逆变器，以优化直流侧电位平衡。 新方法将单相空间矢量图划分为四个区间，基于伏秒平衡原则，利用每个区间内的两个电压矢量合成参考电压矢量。通过这种方式，文章所述的SVPWM策略被应用于对称和不对称的单相三电平NPC逆变器，对不同拓扑结构的器件数量、控制复杂度和输出波形质量进行了对比分析。 为了验证新方法的准确性和实用性，作者进行了仿真和实验验证，结果证明了该方法的有效性。通过这样的调制策略，单相三电平逆变器不仅能够提高电源效率，还能改善输出波形质量，降低系统复杂性，对于优化多电平逆变器性能具有重要意义。