两电平和三电平脉冲整流器的比较

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两电平脉冲整流器的工作原理

T3 on,T4 off T4 on,T3 off
4
工作模式1 (Sa=1，Sb=1)：
T1
T3 D1
i2 i1 D3
Ls Rs a
us
is uab
L2
b
Cd Udc
T2
T4 D2
D4 C2
i1
1
i2
Ls Rs a Sa
us
is
0 uab
L2
b
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 Sb
Cd Udc
0
C2
Load Load
开关管T1 (或D1) 和T3 (或D3)导通，T2 (或D2)和T4 (或D4) 关断，uab=0。如果网侧电压 us>0，则网流 is 增大，网侧电源us给电感Ls充电，直流侧电容Cd 将对负载放电.
7
工作模式4 (Sa=0，Sb=0)：
T1
D1 T3
i2 i1 D3
Ls Rs
us
is
a uab
L2
b
Cd Udc
T2
T4
C2
D2
D4
i2 i1
1
us
Ls Rs a Sa
is
0
L2
uab
b
1 Sb
Cd Udc
0
C2
Load Load
开关管T2(或D2) 和T4 (或D4)导通，T1 (或D1)和T3 (或D3) 关断，uab=0。如果网侧电压 us>0，则网流 is 增大，网侧电源us给电感Ls充电，直流侧电容Cd 将对负载放电。
一二牵引逆变器工作原理及其控制 3三异步牵引电机控制
1.1 脉冲整流器概述 1.2 两电平脉冲整流器的工作原理分析

两电平和三电平脉冲整流工作原理区别

两电平和三电平脉冲整流工作原理区别两电平和三电平脉冲整流，这话题一提起来，可能很多人就会感觉头大，不过没关系，今天我们就来聊聊这两者的区别。

想象一下，你在厨房里做饭，正准备煮一锅好汤。

两电平脉冲整流就像你用简单的锅子加热，火力一开，汤就开始咕嘟咕嘟冒泡。

火力全开，温度迅速上升，煮沸的过程直接了当。

这个过程简单明了，操作起来也不复杂，就像日常生活中的基本选择。

也许有时候温度会控制得不太好，汤也可能煮得有点焦，但整体来说，就是个很直接的方式，能把你需要的热量迅速送到。

而三电平脉冲整流就像是你用高档锅具，甚至是带有温控的慢炖锅。

你可以调节火力，让温度在不同的阶段缓慢升高，这样汤就不会一下子就煮糊了。

你慢慢地加热，感觉更加温和，味道也更为丰富。

这种方式需要更多的细致入微，操作起来稍微复杂，但好处多多，特别是在稳定性和效率方面。

你想想，调节得当，汤的味道能够更加鲜美，朋友们来家里吃饭时，你绝对是个大厨。

三电平脉冲整流在电力传输中，不仅能保持稳定，还能减少能量的损失，像是把每一滴汤都用得恰到好处。

咱们再深入聊聊这两个原理。

两电平整流的工作原理比较直接，使用简单的开关元件，就像按开关那样，电流要么流过，要么不流。

这种方式的优点是构造简单，成本低，能快速实现整流。

但是呢，这个简单的模式也有不足之处，特别是在电流波形的质量上。

波形看起来就像是过山车一样起伏不定，可能会导致一些电器在使用过程中出现不必要的麻烦。

就像是你开车的时候，遇到颠簸的路，心里那个不爽就不用多说了。

三电平整流的妙处在于它能提供更平滑的波形，就像你在开车时选择了一条平坦的大路，舒服得很。

这种整流方法不仅能更好地控制电压，还能减小谐波失真，降低电磁干扰，感觉就像给你的电器上了个保护罩，安全又安心。

三电平整流在高功率的情况下表现得尤为出色，能有效提升系统的整体效率，真的是让人拍手称赞。

不过，话说回来，三电平整流虽然好处多，但设计和实现的复杂度也让不少工程师感到头疼。

两电平逆变器和三电平逆变器

两电平逆变器和三电平逆变器大家好，今天咱们来聊一聊电力系统中的两个“硬核”存在——两电平逆变器和三电平逆变器。

听起来可能有点复杂，对吧？别担心，咱们就像在茶馆里喝着茶，慢慢聊，不急不躁。

先说说这两者的“前世今生”，让你能更清楚地知道它们到底是干啥的。

咱们从两电平逆变器开始。

你可以想象，它就像是一个开关，开了电流通过，关了电流就停了。

简单、粗暴。

它把直流电变成交流电，这样电力就能送到家里、厂里，甚至是电动汽车上。

这两电平的意思，就是它有两个状态，一个是0，一个是1。

你可以理解为开和关，电流要么是完全传输，要么就完全没有。

这种方式比较直观，效率也还不错，所以在一些场合下挺好用。

比如咱们常见的家用太阳能逆变器，很多就用的这种两电平设计。

它能把太阳能板收集到的直流电，转化成咱们可以用的交流电，让咱们的家里可以亮堂堂的。

但是，话说回来，这种两电平的方式也有缺点。

就是在切换的时候，电流的波动比较大，容易产生电磁干扰。

你可以把这想象成一辆车，在高速公路上突然刹车，车子的反应可能不太好，甚至会产生一些震动和噪音。

这就是为什么有些高端应用，比如说风力发电、大型工业设备里，通常用的不是两电平，而是三电平逆变器。

这三电平逆变器就厉害了，简直是两电平的“大哥”。

它不仅仅有“开”和“关”这两个状态，还有一个“中间档”。

你可以想象成是汽车的三挡，不仅可以加速，也能平稳驾驶。

在三电平逆变器中，电流的切换会更平稳一些，电磁干扰也小，整个系统更加稳定。

这样一来，电力转换效率更高，适用于那些对电力质量要求特别高的场合。

比如大功率的电力系统，或者一些需要精密控制的设备。

说到这里，可能你会觉得，两电平和三电平的差别，听起来就像是“低配”和“高配”版的区别。

其实不完全是。

两电平逆变器虽然简单，但成本低，应用广泛，操作起来也不复杂。

很多时候，简单的东西反而更好用，尤其是在一些要求不那么苛刻的场合。

比如你家里装的那套光伏系统，可能就是个典型的两电平逆变器，能满足日常需求，又便宜实惠。

两电平和三电平脉冲整流器的比较

两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班组员：杨洋20121550曾绍桓20121543徐刚堂20121544代思瑶20121565黄异彩20121569赵杰20121571两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平Pwm 整流器主电路如图2一1所示,网侧漏感L 二起传递和储存能量,抑制高次谐波的作用;支撑电容Cd 起抑制高次谐波,减少直流电压纹波的作用;电感LZ 和电容CZ 形成串联谐振电路,用于滤除电网的2次谐波分量。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路两电平PWM 整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S -）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为:ab tiN i d d U R L U N N N N ++= 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

7.三电平脉冲整流器的工作原理

a 1 Sb 0 -1
u2
in n
开关管Ta3,Ta4,Tb3和Tb4导通，Ta1,Ta2,Tb1和Tb2关断
网侧端电压uao=-u2，ubo=-u2，uab=0。如果网侧电源电压us>0，则正向网侧电流is增大，电容C1和C2通过负载电流放电。
13
Load
U dc
us
Udc
9种工作模式与对应的电压
4
Load
Udc
us
is
o
Udc
工作模式 1 (Sa=1，Sb=1)：
开关管Ta1,Ta2,Tb1和Tb2导通，Ta3,Ta4,Tb3和Tb4关断，网侧端电压uao=u1，ubo=u1， uab=0。如果网侧电源电压 us>0，网侧电源给电感 Ls充电，网侧电流 is增大，电感储能，电容C1和C2通过负载电流放电。
5
工作模式 2 (Sa=1，Sb=0)：
Ta1 Ta2 Tb1 Tb2 a Tb3 Tb4 b o
ip
p
ip
C1
u1
p C1 o io C2
u1
1 Ls is
Load
Rs uab
Sa -1 0 b
a 1 Sb 0 -1
Ls us is
Rs
uab Ta3 Ta4
io
C2
u2
u2
in n
in n
开关管Ta1,Ta2,Tb2和Tb3导通，Ta3,Ta4,Tb1和Tb4关断。网侧端电压 uao=u1， ubo=0， uab=u1。如果正向电源电压 us大于（或小于）直流侧电压Udc的一半，则网侧电流is 增大（或减小），网侧电流is对电容 C1进行充电，而电容C1和C2都对负载放电。（电容电压不平衡）

两点式和三点式脉冲整流器的仿真分析

１两点式和三点式脉冲整流器的拓扑结构
脉冲整流器电路一般主要由交流回路、功率桥和直流回路构成。两点式的拓扑结构如图ｌ所示．图２所示是三点式脉冲整流器的拓扑结构。由图中可以看出，每个桥臂上ＩＢ的使用个ＧＴ数，三电平是两电平的２，因此，在小功率电倍
压波形图如图４所示，其中４（ａ）为两点式脉冲整流器的输出波形，图４（）为三点式脉冲整流器ｂ的输出波形。两电平脉冲整流器输出电压稳定时，可得到
中每个开关所承受的电压是两电平的一半，所
Ｖ１２Ｎｏ０．．１
２０１０１年月
Ｊｎ００ａ．２１
（ａ）两点式脉冲输出电压波形
图４输出电压仿真波形
（）三点式输出电压波形ｂ
的最高电压是２９Ｖ，而三点式脉冲整流器输出４０
电压稳定时，所得到的最高电压是２１Ｖ。由此８０
ＴＤＩＨ￣图５（）所示。ｂ
由图５示的波形图可以看出。三点式整ｊ所器的Ｔ要比两电平整流器的Ｔ小的多。ＨＤＨＤ
可以看出，三点式的输出电压要比两电平的高。可见三点式的效率要比两电平的高。
４结束语
以．功率器件的寿命要比两电平的长。而且，功
率器件的造价随着电压等级的提高而增加，这对于大功率电路来说，三点式还是比较划算的。

两级三电平与两级两电平光伏变流器效率分析与比较_孙敦虎

第1期2013年1月电源学报Journal of Power SupplyNo.1Jan.2013两级三电平与两级两电平光伏变流器效率分析与比较孙敦虎，刘进军，刘增(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：对应用于光伏发电领域的两级两电平和两级三电平变流器的效率进行了分析计算并给出了相应的比较结果。

首先分析了两种电路拓扑结构的工作过程以及损耗来源。

在相同的设计要求下，分别对两电平以及三电平两种电路拓扑结构进行参数设计、器件选型。

并在所选器件和所设计参数的基础上，计算出有损器件的损耗。

同时，为了使损耗比较更有说服力，对于两电平和三电平两种拓扑结构，尽最大可能选择恰巧满足设计要求且为同一工艺甚至同一系列的功率器件。

通过详尽的损耗计算和比较，结果说明，在相同工况下，三电平变流器的损耗要低于两电平变流器，并且随着开关频率的增高，效率优势越明显。

关键词：光伏变流器；三电平；两电平；效率分析；损耗中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：2095-2805（2013）01-0020-06收稿日期：2011-09-30基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目（2009CDZ19705）。

引言光伏变流器是光伏发电装置的重要组成部分，常用的光伏变流器的拓扑结构，按电平数分主要有两电平和三电平两种。

较之于传统的两电平变流器，三电平变流器随着电平数的增加，输出谐波分量大为减少，波形质量更好。

同时，三电平变流器由于电压变化率和电流变化率的减小使得电磁干扰问题大大减轻。

三电平结构开关管的耐压值仅仅为两电平开关管的一半，从而使得器件的价格和损耗都有较大程度上的降低。

并且，三电平变流器的等效开关频率为两电平变流器的两倍，从而有效地降低了电感电容元件的体积，进而降低了装置的体积和成本。

本文的研究对象，是应用于低功率光伏发电领域的两级式非隔离变流器结构。

作为一种常用的拓扑形式，其在光伏变流器尤其是并网型光伏变流器领域中有着广泛的应用。

两电平与三电平比较

两电平与三电平比较两电平(三相三线/三相四线) 三电平(多T/I型，少双电H型) 拓扑结构输出电压波形特点结构简单、成本低、技术成熟输出电压谐波含量(THD)低、开关频率低、连接电抗小顾客关心1、功率因数：两者都能实现相同效果；2、成本：两电平有优势；三电平除正负电平外，比两电平多了一个0电平，即更低开关频率(更小电抗)即能输出谐波含量相同的波形，但为此节省的散热器和连接电抗成本不足以弥补三电平多出的IGBT和二极管成本。

3、稳定性：两电平技术成熟；顾客不关心1、机器内部到底是何构造(两电平还是三电平)；2、常规两电平输出电压谐波含量(THD)≤5%，常规三电平输出电压谐波含量(THD)≤3%，国标规定≤5%即可，且我们之前样机均≤3%；3、开关频率大小；4、体积上可能稍有关心；未来趋势成本更低—两电平波形更完美(谐波更低)—三电平户外柱上式无功补偿装置(SVG)适用于户外柱上变压器低压0.4kV侧电压系统，是采用模块式结构设计的动态无功补偿装置。

下图为SVG动态无功补偿装置基本工作原理示意图。

产品原理电压支撑原理：SVG对补偿点电压进行采样，将电压信息传递给内部处理器FPGA，以判断补偿点电压是否超过设定值，当电压超过电压上限(Umax)时，SVG输出感性电流，降低电压；当电压低于调压下限时(Umin)，SVG输出容性电流，提升电压。

最终使各相电压稳定在正常范围内。

无功补偿原理：SVG通过外部电流互感器实时检测系统或者负载电流，利用瞬时无功算法计算当前的功率因数，当系统功率因数低于设定的功率因数目标值时，快速计算出待补偿的无功电流，生成IGBT的PWM控制信号，使装置发出容性或感性的无功电流注入系统，实现动态无功补偿的目的，保证系统功率因数始终不低于设置值。

三相不平衡补偿原理：SVG通过外部CT检测系统电流，并将系统电流信息发送给内部控制器作分析处理，以判断系统是否处于不平衡状态，同时计算出达到平衡状态时各相所需要转换的电流值，然后将信号发给内部IGBT并驱动其工作，将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相，最后达到三相平衡状态；产品用途1、提高功率因数，降低电网损耗，提高使用效率；2、稳定电网电压，避免电网电压出现降低、波动和闪变；3、降低变压器温升和噪音，延长变压器使用寿命；4、变压器过载能力提高，提升有效使用容量；5、改善电压畸变，排除零线过热导致的安全隐患(火灾或者设备短路)；6、治理电网三相不平衡；7、提高设备稳定性，保证用电正常；产品特点1、功能多样化：自动无功补偿功能、电能质量监测功能、配变工况监测功能和考核计量功能；2、可显示0-25次谐波电流含量；3、完成的自诊断功能：能够实时检测系统故障和设备故障，如过压、过流、温度、缺相等，并可实时记录故障发生的时间，故障排除后设备可自行启动，减少了用户的巡视量工作同时方便故障的诊断和查询；4、产品集成度高，装置导线、接点和线路损耗大量减少，降低了箱体内部的温升，大大提高了运行的稳定性；5、完美的管理功能：实现了对配电变压器的各种数据的实时监控和管理，满足了无功补偿的综合管理要求；6、可通过GPRS/以太网通信方式实现遥测和遥调；性能优势∙模块式设计；∙有源补偿技术；∙双向补偿系统无功；∙动态连续无级补偿；∙改善功率因数；∙动态响应时间<5ms；∙自动限流，不过载；∙多重控制模式；∙防护等级IP54；∙可以补偿负荷三相不平衡；∙具备25次以下谐波补偿功能；∙低噪音设计；∙FPGA+DSP数字处理；∙体积小、重量轻；∙无投切涌流。

两电平和三电平脉冲整流器的比较

两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班徐刚堂代思瑶两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路两电平PWM 整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S ）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为: 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

PWM整流技术研究现状与发展趋势作业

PWM整流技术研究现状与发展趋势作业PWM 整流技术研究现状与发展趋势姓名：王启龙学号201431403054在传统整流领域，⼯业上⼴泛采⽤的是不控整流和相控整流两种⽅式。

相控整流电路虽然有⼀定的调压能⼒，但功率因数低并且谐波污染严重；不控整流器电路结构简单，但是没有调压能⼒，仍存在交流侧谐波污染问题。

这些装置⼯作时产⽣的⼤量谐波和⽆功功率会引起电⼒线路和设备发热，同时对电⽹也造成污染。

为了得到更⾼效、更清洁的整流⽅式，学术界把PWM 控制技术引⼊到整流器的控制之中，其主要⽬的是使⽹侧电流正弦化，并且可使其处于单位功率因数运⾏或可控状态。

为了实现上述⽬标，国内外学者已经提出了很多控制策略，主要有间接电流控制、直接电流控制以及⼀些⾮线性控制理论等。

间接电流控制⼜称幅相控制，直接电流控制包括固定开关频率控制、滞环电流控制等。

由于功率器件的⾮线性特征，⼀些学者利⽤⾮线性理论，提出了⼏种⾮线性控制策略，包括直接功率控制、状态反馈线性化控制等。

1 三相PWM 整流器模型和拓扑结构1.1 三相PWM 整流器数学模型图1 为三相电压型PWM 整流器主电路拓扑结构，主要由交流回路、功率开关管桥路以及直流回路组成。

设定E 为电⽹电动势参考⽮量，V 表⽰交流侧电压⽮量，VL表⽰交流侧电感电压⽮量，I 表⽰交流侧电流⽮量。

上述⽮量之间关系如公式（1）。

1.2三相电压型PWM整流器PWM 整流器拓扑结构改进⽬的主要是为了抑制谐波和针对特定的适⽤场合。

具体的有多电平电路、变流器组合电路、基于软开关技术的拓扑结构等。

在⾼压⼤容量场合，多电平技术备受青睐。

三电平PWM整流器拓扑结构，较之传统的两电平整流器，具有器件承压低、开关频率低、输出谐波⼩和du/dt ⼩的优点[3]。

在超导储能、感应加热和⼤容量UPS 等⽅⾯有较好的应⽤价值。

在低压⼤电流场合，基于软开关技术[2]的拓扑结构也有很多应⽤。

全桥三电平LLC 谐振变换器能有效克服硬开关⽅式引起的脉冲电压和电流，有开关损耗低，电磁⼲扰⼩，输出电压稳定的优点。

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器嘿，伙计们！今天我们来聊聊三相两电平逆变器和三相三电平逆变器，这两个家伙在咱们家里可是大有来头啊！它们都是用来把直流电转换成交流电的，但是它们之间还是有很大区别的。

别着急，让我慢慢给你们道来。

咱们来说说三相两电平逆变器。

这个家伙有点儿“低调”，它只有两个电平，分别是高压和低压。

虽然它没有那么高大上，但是它的性能还是挺不错的。

它的输出电压和频率可以调节，而且还支持多种保护功能，比如过压、欠压、过流等等。

所以，如果你家里的电器对电压和频率的要求不是很高，那么三相两电平逆变器就足够了。

它的价格也相对便宜一些，是个性价比很高的选择。

接下来，我们来看看三相三电平逆变器。

这个家伙可是个“大咖”，它有三个电平，分别是U、V、W。

这意味着它的输出电压和频率可以更精细地调节，而且还支持更多的保护功能。

比如，它可以实现真正的正弦波输出，这样你家里的电器就不会受到电网波动的影响了。

它还可以支持并机运行，也就是说你可以同时使用多个逆变器为家里的电器供电。

这对于那些对电力质量要求较高的家庭来说，是一个非常实用的功能。

由于它的性能更好，所以价格也相对较高。

那么，咱们家里到底该选哪个逆变器呢？这就要看你的需求了。

如果你家里的电器对电压和频率的要求不高，那么三相两电平逆变器就足够了。

而如果你家里的电器对电力质量要求较高，或者你需要同时为很多电器供电，那么三相三电平逆变器就是个更好的选择。

三相两电平逆变器和三相三电平逆变器各有优缺点，咱们要根据自己的需求来选择合适的逆变器。

不过，无论你选择哪个逆变器，都要记得买正规厂家的产品，这样才能保证安全可靠哦！好了，今天的“逆变器讲座”就到这里啦！希望对你们有所帮助。

下次再见啦！。

二重化两电平与三电平整流器等效关系的证明

二重化两电平与三电平整流器等效关系的证明王鹏展;李华伟;曹天植;王昕;徐建忠【摘要】针对目前动车组整流器归一化过程中缺少理论证明的问题,提出二重化两电平与三电平整流器的等效证明方法,基于傅里叶级数和贝塞尔函数,推导了二重化两电平整流器的开关函数表达式,证明了二重化两电平和单相三电平整流器在开关函数、交流侧电压及其谐波分布、直流侧电压的等效性,并考虑了死区效应对等效性的影响.计算和仿真结果表明:在调制波信号反相的条件下,二重化两电平与单相三电平整流器的交流侧电压与谐波分布规律相同,直流侧电压在额定工况、轻载和重载时亦能与给定电压值保持一致,电压波动在3％之内,死区效应不影响2种整流器的等效关系.通过对2种整流器等效性的理论证明,为2种整流器的选择提供理论支撑.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】6页(P59-64)【关键词】三电平整流器;二重化两电平;开关函数;谐波分析;直流侧电压【作者】王鹏展;李华伟;曹天植;王昕;徐建忠【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京 100044;中铁电气化局集团有限公司设计研究院,北京 100166;北京交通大学电气工程学院,北京 100044;国网冀北电力有限公司电力科学研究院,北京 100045;北京交通大学电气工程学院,北京100044;国网宁夏电力有限公司检修公司,宁夏银川 750011【正文语种】中文【中图分类】TM461牵引变流器是动车组交流传动系统的核心部件，随着高速铁路快速发展以及南、北车的合并，对牵引变流器的选择逐渐有了归一化的趋势。

目前变流器网侧部分主要有两电平整流器与三电平整流器2种结构。

两电平脉冲整流器结构简单，三电平脉冲整流器性能更为优良。

文献[1-6]详细介绍了CRH1到CRH5型动车组的牵引传动系统，仿真分析了牵引变流器在不同工况及控制策略下的性能。

目前对三电平整流器各输出特性的研究方法主要采用计算机建模仿真[6-8]，该方法不能揭示各种特性产生的机理。

三电平PWM整流器双闭环控制系统研究

三电平PWM整流器双闭环控制系统研究1引言三电平PWM整流器相对于两电平整流器，每个功率器件承受的关断电压仅为直流侧电压的一半，并且在相同的开关频率下，交流侧的电压和电流谐波含量低，直流电压纹波小，具有网侧电流谐波畸变率(THDi)低、器件承压低、开关频率低、输出du/d t小、波电感的体积和直流母线电容的容量小等优点，在高压大功率传动、高压直流输电、并网发电等领域，三电平PWM整流器有着广泛的应用前景。

三电平PWM整流器需要解决中点电压的平衡问题和控制策略问题。

控制三电平PWM整流器中点电压平衡是保证电机安全高效运行的一个重要标志，若其直流侧中点电容电压得不到平衡，结果不仅会使输出电压包含二次或更高次的偶次谐波，从而导致输出电压的畸变，而且使三相输出电流不对称，对交流传动装置会造成极大的损坏。

中点电压平衡的控制策略主要有被动控制、主动控制和滞缓控制等。

PWM整流器的控制策略主要有电压定向控制(Voltage Oriented Control，VOC)和直接功率控制( Direct Power Control，DPC)。

VOC可分别控制有功电流和无功电流，稳态性能较好，但结构和算法复杂。

DPC通过预存的开关表来选择合适的电压矢量，控制有功功率和无功功率，不需要旋转坐标变换，算法简单、动态响应快，但开关频率高、开关损耗大，而且需要高速的控制器和A/D转换器；此外，其开关频率不固定，滤波器的设计困难。

基于上述两种方法优缺点的对比，本文设计了一种固定开关频率的三电平PWM整流器直接功率控制方法，采用直流电压和功率外环，电流控制内环，保证了直流电压的稳定，以及有功功率和无功功率的解耦，并用SVPWM代替传统DPC中的滞环和开关表，开关频率固定，同时，也保证了中点电位的平衡。

2三电平PWM整流器的拓扑结构及其数学模型三电平NPC电压型PWM整流器的拓扑结构如图1所示[2]。

图1 三电平电压型PWM整流器主电路在该拓扑结构中，设网侧电压e a、e b、e c三相对称，功率器件均工作在理想状态下，交流侧电感为L，等效电阻为R，直流侧电容为C，负载电流分别为i L1、i L2，交流网侧中性点为N，母线电压中性点为O，并设负载为平衡负载。

基于相电压重构的三电平PWM整流器的研究

基于相电压重构的三电平PWM整流器的研究何至源;倪榛潞;魏星;李媛【摘要】在简化三电平空间矢量脉宽调制算法的基础上,提出了三电平整流器输入相电压重构的占空比模型,并以此求得整流器控制中所需的虚拟磁链;针对虚拟磁链计算过程中的积分初值问题,采用3个并联一阶低通滤波器组成的新型虚拟磁链观测器,可使所得磁链幅值无差且无相移.实验结果证明了磁链观测器的可靠性和基于虚拟磁链控制方案下三电平整流器良好的动静态特性.%Based on the simplified three-level SVPWM algorithm,the output voltage reconstruction duty cycle model was proposed and the virtual flux which is needed in three-level rectifier control can be calculated; considering the integral process of initial value problems for virtual flux calculation, a virtual line-flux-linkage observer using three one-stage low-pass filter instead of pure integrator is steady to get phase and amplitude.Its reliability and favourable dynamic and static characteristic are proved by experiments.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)012【总页数】4页(P27-30)【关键词】三电平PWM整流器;虚拟磁链定向;相电压重构的占空比模型【作者】何至源;倪榛潞;魏星;李媛【作者单位】江西宜春供电公司,江西宜春336000;江西宜春供电公司,江西宜春336000;江西宜春供电公司,江西宜春336000;江西宜春供电公司,江西宜春336000【正文语种】中文【中图分类】TM4611 引言目前国内应用的PWM整流器大多以两电平为主，相比两电平而言，三电平PWM 整流器在同等情况下不仅降低了对功率器件的要求，而且输出电压或电流的谐波也大为减少，同时在较低的开关频率上也能保证交流侧输入电流拥有一定的正弦度，可以说三电平是电力电子设备发展的一个重要趋势。

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器嘿，伙计们！今天我们来聊聊三相两电平逆变器和三相三电平逆变器，这两个家伙在咱们家里可是个大人物哦！它们可是负责把直流电转换成交流电的“中转站”，让我们家里的电器都能正常工作呢！咱们来看看三相两电平逆变器。

这个家伙有点儿“低调”，它只支持三相电中的两个相位，也就是说，它只能提供一个正电压和一个负电压。

这就像是咱们家里的老式电视，只有一个频道，虽然画面质量不错，但是功能有限啊！不过，这个家伙的特点是稳定性好，寿命长，所以在一些对稳定性要求较高的场合，比如医院、机场等，还是会用到它的。

而三相三电平逆变器则是个“高调”的角色。

它支持三相电中的三个相位，可以提供一个正电压、一个负电压和一个零电压。

这就像是咱们家里的新式电视，有各种各样的频道，画质也更好，功能更强大！而且，这个家伙的效率更高，损耗更小，所以在一些对效率要求较高的场合，比如工业自动化、风力发电等，都是首选的逆变器。

那么，为什么会出现三相两电平逆变器和三相三电平逆变器这两种“不同凡响”的家伙呢？这还得从电力系统的演变说起。

在过去，咱们家里的电力系统大多采用的是单相交流电，也就是只有一个正电压和一个负电压。

随着科技的发展，人们开始尝试使用三相交流电，这样一来，就可以实现对电力的高效利用，减少能源浪费。

要把三相交流电转换成家用电源，还需要一个“中转站”，也就是逆变器。

在这个过程中，人们发现，如果只使用两个相位的逆变器，虽然可以实现转换，但是效率不高，损耗较大。

于是，人们开始研究如何提高逆变器的效率，最终发明了三相三电平逆变器。

这并不是说三相两电平逆变器就没有用了。

在某些特定场合，比如对稳定性要求较高、效率要求较低的地方，三相两电平逆变器依然是一个不错的选择。

而且，随着科技的进步，说不定未来还会有更多新型的逆变器出现呢！无论是三相两电平逆变器还是三相三电平逆变器，它们都是咱们家里用电的大功臣。

只要我们根据自己的需求，选择合适的逆变器，就能让家里的电器正常工作，享受到科技带来的便利和舒适。

两电平和三电平脉冲整流器的比较

.两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班组员：杨洋20121550曾绍桓 20121543徐刚堂 20121544代思瑶 20121565黄异彩 20121569赵杰 20121571.两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速 200 公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI、CRHS动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形 ,CRHZ动车组采用了二极管箱位三电平PWM整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1 两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平 Pwm整流器主电路如图 2 一 1 所示 , 网侧漏感 L 二起传递和储存能量 , 抑制高次谐波的作用 ; 支撑电容 Cd 起抑制高次谐波 , 减少直流电压纹波的作用 ; 电感 LZ 和电容 CZ形成串联谐振电路 , 用于滤除电网的 2 次谐波分量。

把开关器件 ( 这里采用 IGBT)视为理想开关元件 , 定义理想开关函数 S, 和 S,, 从而得到如图2 一 2 所示简化等效电路。

两电平 PWM脉冲整流电路两电平 PWM整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通, 则 S1a与 S2a、S1b与 S2 b不能同时导通和关断驱动信号应该互补。

整流器网侧输入端电压 Uab 取值有 Udc、、U三,PWM0 -dc 种电平 , 有效的开关组合有 22 =4 种 , 即 S,S,=00 、01、10、11 四种逻辑 , 则 PWM整流器输入端电压 U有如下关系 :.U ab =（ S A S B） U dc则由式 (2 一 2), 系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图 2- 3 可见 , 通过不同的控制方法适当调节“ U ab的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数; 同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量, 也就控制了直流侧输出电压。

两电平脉冲整流器的工作原理

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开关管 T1 (或D1) 和 T 3 (或 D3)导通， T2 (或D2)和T4 (或D4) 关断， uab=0。如果网侧电压 us>0，则网流 is 增大，网侧电源 us给电感 Ls充电，直流侧电容 Cd 将对负载放电 .
5
工作模式 2 (Sa=1， Sb=0)：
T1
T3
i2 i1
D1
D3
i1 i2 1
i2
i1
1
Ls Rs
L2
Ls Rs a
Sa
L2
us
is
a uab
b
Cd
Udc
Load
us
is
T2
T4
C2
D2
D4
0
uab
b
1 Sb
0
Cd
Hale Waihona Puke U dcoad L
C2
开关管 T2(或D2) 和 T4 (或 D4)导通， T 1 (或D1)和T3 (或D3) 关断， uab=0。如果网侧电压 us>0，则网流 is 增大，网侧电源 us给电感 Ls充电，直流侧电容 Cd 将对负载放电。
直流侧电压比网侧电压的幅值大。则正向电流以
(us-
Udc)/Ls的斜率减小。电流 is对直流侧电容 Cd充电 .
6
工作模式 3 (Sa=0， Sb=1)：
T1
T3
i2 i1
i1
D1
D3
1
i2
Ls Rs
a
us
i s uab
L2
b
Cd
Udc Load
us
Ls Rs a
Sa
is
uab
0
L2