电流型五电平逆变器的PWM控制策略及其仿真比较

在电源技术领域，本文主要探讨了三相五电平电流型变流器（Current Source Inverter, CSI）及其与基于多载波的PWM（Pulse Width Modulation, 脉宽调制）技术的结合研究。电流型变流器相较于传统的电压源变流器（Voltage Source Inverter, VSI），尽管应用范围较小，但在某些特定场景如电力驱动、电机控制等领域具有独特优势。 文章首先介绍了电流型5电平逆变器的拓扑结构，这是一种创新的设计，其特点是使用较少的开关器件和均流电感，简化了硬件实现。这种拓扑的关键在于其能够有效地处理直流侧电流的连续导通问题，同时考虑到三相电流之间的相互作用，确保了系统的稳定性和效率。 接下来，作者重点讨论了几种适用于电流型变流器的调制方式，包括脉冲密度调制（PD）、正弦波脉冲宽度调制（POD）、逼近正弦波脉冲宽度调制（APOD）以及载波带频率变化的PWM。这些调制方法各有优缺点，例如，PD和APOD能提供更接近正弦波的输出，而POD和载波带频率变化的PWM则可能在实现简单性和性能之间寻求平衡。 仿真分析是研究的核心部分，通过对比不同调制方法在实际应用中的效果，文章揭示了每种技术在输出电压/电流波形质量、系统损耗和效率方面的特性。这有助于设计者根据具体需求选择最合适的控制策略。 最后，文章强调了PWM技术在电流型多电平变流器中的关键作用，尤其是在维持直流侧电流连续性和处理三相电流耦合方面的重要性。尽管多电平VSI的控制策略可借鉴，但电流型CSI的PWM应用需要更加精细的设计和优化，以适应其独特的电路结构。 总结起来，这篇论文深入剖析了电流型五电平逆变器的拓扑设计以及基于多载波的PWM技术在其中的应用，为电流型变流器的优化设计和控制策略提供了有价值的理论基础和实践经验。这对于推进电流型变流器技术的发展，提升电源转换效率和性能有着重要意义。