动态DSMO-SPWM法实现三电平逆变器中点电压平衡

在现代电力自动化设备中，三电平逆变器因其众多优势在大功率变换场景中占据重要地位。然而，二极管中点钳位型NPC三电平逆变器的直流母线电容电压不平衡问题是该类型电路固有的挑战。中点电压不平衡会导致输出波形质量下降，出现低频谐波和直流偏置，同时增加开关器件的电压应力，对系统稳定性和使用寿命构成威胁。 为解决这一问题，本文提出了一种动态搜索调节调制波偏置（DSMO）的正弦脉宽调制（SPWM）控制方法。这种方法的关键在于实时采样中点电压，结合调制比、输出电流的幅值和功率因数角，动态计算并确定调制波偏置调节系数的限值范围。通过搜索优化的调节系数，可以动态调整调制波偏置，确保在各种负载条件下保持中点电压平衡。 相比于传统的变载波幅值控制，DSMO方法具有响应速度快、稳态误差小的优点，能够有效改善输出波形质量。通过仿真验证，理论分析的正确性得到了证实。最后，作者在基于DSP-CPLD的实验平台上实施了这种控制策略，并成功地在实际硬件环境中实现了中点电压的动态平衡控制，证明了该方法的实用性和有效性。 这种创新的控制策略对于提高三电平逆变器的性能和可靠性具有重要意义，为多电平逆变器的设计和应用提供了新的思路，特别是在对输出质量要求高的场合，如电力传动、电机驱动等领域。随着电力电子技术的发展，动态中点电压平衡控制方法将有助于推动三电平逆变器技术的进一步优化和发展。