三相四桥臂逆变器的PWM控制策略

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四桥臂三相逆变器的控制策略

四桥臂三相逆变器的控制策略阮新波严仰光摘要提出了一种新型的三相四线逆变器，它有四个桥臂，第四个桥臂用来构成中点，从而省去了三相三桥臂逆变器中的中点形成变压器，减小了逆变器的体积和重量。

针对这种逆变器，本文提出了一种电流调节器，它根据三相滤波电感电流和给定电流的误差值最大的那相选择逆变器的开关模态。

为了消除输出相电压的静态误差，本文讨论了一种基于PI调节器改良的电压调节方案。

仿真结果说明，本文的思路是可行的。

本文为构造大功率、高效率的三相四线逆变器提供了可靠的理论根底。

关键词：三相逆变器控制策略The Control Strategy for Three-Phase Inverter with Four Bridge LegsRuan Xinbo Yan Yangguang〔Nanjing University of Aeronaut ics & Astronautics 210016 China〕Abstract A novel three phase inverter with four bridge legs i s presented in this paper.The inverter eliminates the neutral forming transforme r by adding a bridge leg to form neutral point to provide balanced voltages to a ny kinds of three phase loads.The principle of the inverter is analyzed,and a ne w current regulator,which chooses switching modes according to the maximum cur rent error of filter inductance current and the reference current is proposed.Th e modified voltage regulator on the basis of PI regulator is proposed to elimina te output voltage static error under any load conditions.Keywords:Three-phase Inverters Control strategies1 引言三相逆变器一般是采用三个桥臂组成的拓扑结构，为了给不对称负载供电，必须在输出端加入一个中点形成变压器(Neutral Formed Transformer，NFT)，如图1所示。

三相四桥臂逆变器控制策略分析

目录第一章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2 课题的研究意义与背景 (4)1.3本文研究的主要内容 (8)第二章三相四桥臂逆变器的控制策略 (9)2.1 PWM控制 (9)2.2 滞环电流控制 (12)2.3 空间矢量控制 (14)2.3.1 二维空间矢量调制 (14)2.3.2 基于αβγ坐标系的三维空间矢量调制 (18)2.4 本章小结 (22)第三章基于abc坐标系的空间矢量调制与逆变器调压实现 (23)3.1 基于abc坐标系下三维空间矢量调制 (23)3.1.1 空间矢量的定义 (23)3.1.2 空间矢量的合成 (25)3.1.3 各矢量作用时间的计算 (26)3.1.4 开关矢量的组合方式 (27)3.2 参考电压的计算 (28)3.2.1 对称分量法 (28)3.2.2 参考电压 (30)3.3 逆变器的调压原理 (32)3.4 本章小结 (34)第四章系统的实验设计 (35)4.1 主电路参数设计 (35)4.1.1 功率开关管的选择 (35)4.1.2 滤波器的设计 (36)4.2 控制电路的设计 (37)4.2.1 DSP的资源分配 (37)4.2.2外围电路设计 (39)4.2.3 采样电路的设计 (40)4.3 系统的软件设计 (41)4.4 本章小结 (42)第五章三相四桥臂逆变器SVM调制的仿真 (43)5.1 三相四桥臂SVM仿真模型的建立 (43)5.1.1 MATLAB简介 (43)5.1.2 三相四桥臂SVM调制仿真模型 (44)5.1.3 仿真参数的设置 (45)5.2 开环系统的仿真 (46)5.3 闭环系统的仿真 (48)5.4 本章小结 (53)第六章总结与展望 (54)6.1本文工作总结 (54)6.2 进一步工作的设想 (55)参考文献 (56)附录攻读硕士学位期间撰写的论文 (59)致谢 (60)第一章绪论1.1前言现如今，伴随着国内外工业与科技的日益发展，用电设备已经应用于社会的各行各业，成为人类生产生活中不可或缺的一部分，电能的开发与利用显得尤为重要。

一种基于3次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器均流控制策略

一种基于3次谐波注入的并联三相四桥臂逆变器均流控制策略陈轶涵;任磊;邓翔;龚春英【摘要】三相四桥臂逆变器(3p41)在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力,在此基础上采用3次谐波注入可以提高逆变器的直流电压利用率.若将多个三相四桥臂逆变器单元共直流母线并联,能够实现扩容.但是并联单元的电感电流若不采取控制,会导致环流问题,严重时会损坏逆变器.在基于平均电流均流控制策略的基础上,采用一种适用于模拟电路实现的3次谐波注入方式.由于主电路元器件参数的不对称性,并联单元各自生成的3次谐波不对称,增大了并联单元之间的零序环流.针对该问题,提出一种基于各并联单元3次谐波信号平均值法的三相四桥臂逆变器并联均流控制策略.在保留3次谐波注入的同时使得并联模块四个桥臂电感电流得到控制,消除环流,实现了并联桥臂均流.最后通过仿真和实验验证了控制策略的正确性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】10页(P104-113)【关键词】并联三相四桥臂逆变器;平均电流控制;零序环流;3次谐波注入【作者】陈轶涵;任磊;邓翔;龚春英【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM46国家自然科学基金资助项目（51377079）。

航空机载电源系统经历了从低压直流、交流恒速恒频、交流变速恒频到高压直流电源系统的发展过程，目前飞行器上普遍应用的主电源系统既有270V高压直流，也有400Hz恒频交流与变频交流[1,2]。

为了给机载三相交流负载供电，三相中频逆变电源作为机载静止功率变换的重要环节，其需求在不断增加，功率容量也逐步提高。

三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略

三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略马海啸;叶海云;龚春英【摘要】The common control methods of Three-phase four-leg inverter are open loop control or need a lot of tedious calculation. These methods are not fit for medium-high frequency inverters, which require higher dynamic and static performance. In order to overcome these shortcomings, a control strategy of Three-Phase Four-Leg inverter using an auxiliary triangle waveform was proposed. This control strategy was based on voltage-current double closed loop control principle. Through establishing the voltage and current equations of Three-phase four-leg inverter and deriving the conditions of ensuring the symmetry of three-phase output voltages, the important roles of triangle waveform were found to control all the legs. In this strategy, the first three legs adopted voltage-current double closed loop control method with a triangle wave injection. The modulation ratio could be greater than one, so it can improve the utility ratio of DC voltage. The fourth leg adopted Pulse Width Modulation control method using a composed triangle wave as the modulation signal. The control of this leg ensured that three-phase output voltages were symmetrical when the inverter supply unbalanced loads. A 6kVA prototype was designed. The results of simulation and experiment proved the feasibility of this control strategy.%针对三相四桥臂逆变器常用的控制方法或者属于开环控制,或者需要大量繁琐的计算,不适用于对动静态性能要求较高的中高频逆变场合这一缺点,提出一种三相四桥臂逆变器的三角波辅助控制策略。

不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制与实现

一、概述在现代电力系统中，逆变器作为电能转换的重要设备，广泛应用于各种领域，如风电、光伏发电、电动汽车等。

三相四桥臂逆变器作为一种常见的逆变器结构，在实际应用中，由于负载不平衡等因素的影响，会对其控制和性能产生一定的影响。

针对三相四桥臂逆变器在不平衡负载下的控制与实现进行研究，对于提高逆变器的稳定性和性能具有重要意义。

二、三相四桥臂逆变器基本结构和工作原理三相四桥臂逆变器是一种常见的逆变器结构，其基本结构由六个功率器件组成，可以实现对三相交流电源的逆变输出。

在正常工作情况下，三相四桥臂逆变器的工作原理是利用PWM技术对输入的直流电压进行调制，从而实现对输出三相交流电压的控制。

在负载平衡的情况下，逆变器可以实现良好的性能。

三、不平衡负载对三相四桥臂逆变器的影响在实际应用中，由于负载的不平衡性，如负载的不对称、不匹配等因素会对三相四桥臂逆变器的工作产生影响。

主要表现在以下几个方面：1. 输出电压波形失真：负载不平衡会导致逆变器输出的三相电压波形失真，影响其稳定性和性能。

2. 电流不平衡：负载不平衡还会导致逆变器输出的三相电流不平衡，存在功率因数低、损耗大等问题。

3. 逆变器保护失效：负载不平衡会加大逆变器内部元件的损耗，使其保护功能失效，从而影响系统的安全性。

四、不平衡负载下三相四桥臂逆变器的控制策略针对不平衡负载下三相四桥臂逆变器的影响，可以采取以下控制策略进行改进和优化：1. 直接控制策略：通过对逆变器输出电压和电流进行实时检测和调整，实现对不平衡负载的即时响应。

2. 功率均衡控制策略：通过对三相输出功率进行均衡调整，实现对负载不平衡的自适应调节，提高逆变器的整体性能。

3. 容错控制策略：在逆变器输出发生不平衡时，引入容错机制，及时对系统进行保护和修复，确保逆变器的稳定运行。

五、不平衡负载下三相四桥臂逆变器的实现技术在实际工程中，对于不平衡负载下三相四桥臂逆变器的实现，可以采用以下技术手段进行：1. 基于DSP的控制算法：利用数字信号处理器（DSP）实现对逆变器的实时控制和调节，提高控制精度和速度。

三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制

三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制工作原理分析：在逆变器的工作过程中，控制器会周期性地对桥臂上的开关状态进行调整。

每个桥臂由两个开关管组成，可以分为上桥臂和下桥臂。

通过合理地控制这些开关管的导通和断开，可以实现稳定的输出电压。

当上桥臂的开关管导通时，直流电源正极的电流会经过对应的桥臂，流向负极。

而当下桥臂的开关管导通时，负极的电流会经过对应的桥臂，流回到直流电源。

通过不断切换上桥臂和下桥臂的开关管状态，可以使电流在直流电源和负载之间循环流动，从而实现交流电流的输出。

控制：为了实现对输出电压的精确控制，控制器需要根据输入信号，即所需输出电压的幅值、频率和相位来确定桥臂的开关状态。

一种常用的控制方法是基于PWM技术的空间矢量调制（SVPWM）控制。

在这种方法中，控制器根据所需输出电压的大小和方向，通过调整上桥臂和下桥臂开关管的导通时间来控制输出电压的幅值和相位。

具体来说，控制器会将所需输出电压在α-β坐标系上对应的矢量进行分解，然后根据所得到的矢量值来确定开关状态。

实际控制中，控制器会根据输入信号来计算相应的开关状态，并通过控制信号发送给桥臂上的开关管。

控制器可以采用各种算法和控制策略来实现精确的电压控制，例如PID控制、模糊控制等。

总结：三相四桥臂逆变器通过合理控制桥臂上的开关状态，可以将直流电能转换为交流电能。

它采用PWM技术，通过调整开关管的导通和断开时间来控制输出电压的幅值、频率和相位。

控制器根据输入信号计算桥臂的开关状态，并发送给对应的开关管，从而实现对输出电压的精确控制。

三相4桥臂逆变原理(二)

三相4桥臂逆变原理(二)三相4桥臂逆变原理1. 引言在现代电力系统中，逆变器扮演着重要的角色，它可以将直流电转换为交流电。

其中，三相4桥臂逆变器是一种常见且高效的逆变器变换结构。

本文将深入解释三相4桥臂逆变器的原理。

2. 逆变器的基本原理逆变器的主要功能是将直流电源转换为交流电源。

它通过调整输出电压的频率、幅度和相位，使得输出电源能够适应不同的用电设备。

常见的逆变器结构包括单相和三相结构，其中三相4桥臂逆变器是一种常见的三相结构。

3. 三相4桥臂逆变器的基本构成三相4桥臂逆变器由四个受控开关器件（通常为晶体管或继电器）组成，分别称为桥臂。

这四个桥臂从整体上来看呈“H”型连接。

4. 桥臂的工作原理每个桥臂包含两个受控开关器件。

为了实现逆变，这两个开关器件需要交替开关，以便按照电源的正负半周期进行切换。

这样就可以在输出端产生所需的交流电压。

5. 控制信号的生成为了控制桥臂中的开关器件，需要根据输出负载的要求生成相应的控制信号。

常见的方法是通过使用PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）技术生成控制信号。

PWM技术可以通过调整脉冲宽度来控制开关器件的导通时间，从而实现电压的调节。

6. 逆变器的输出滤波逆变器的输出通常需要经过滤波电路进行滤波处理，以去除输出中的高次谐波成分。

滤波电路通常由电感和电容组成，可以有效平滑输出波形，使其接近纯正弦波。

7. 应用领域及优势三相4桥臂逆变器广泛应用于电力系统、电机驱动等领域。

相对于其他逆变器结构，三相4桥臂逆变器具有高效率、高精度和可靠性强的优点。

8. 总结三相4桥臂逆变器是一种常见且高效的逆变器变换结构。

本文从逆变器的基本原理入手，逐步解释了三相4桥臂逆变器的构成、工作原理以及控制信号的生成等关键要点。

这种逆变器结构在现代电力系统中发挥着重要作用，具备广泛的应用前景。

阐述三相电流型逆变器的PWM控制方法

阐述三相电流型逆变器的PWM控制方法前言：就当前的现状来看，关于三相电流型逆变器PWM控制方法的文献研究甚少，因而基于此，为了提升PWM变频电路整体运行效率，要求当代专家学者应注重深化对此项课题的研究，并全面掌控到PWM变频电路运行特点，且将PWM控制技术应用于电力系统中，形成稳定的运行目标。

以下就是对三相电流逆变器PWM控制方法的详细阐述，望其能为当代电力行业系统控制模式的进一步创新与发展提供有利的文字参考。

一、PWM变频电路运行特点分析就当前的现状来看，PWM变频电路运行特点主要体现在以下几个方面：第一，从电压型PWM交-直-交变频角度来看，其电路特点主要体现在输出电压呈现出与正弦波形较为接近的特点，因而在此基础上，相关技术人员在对变频电路进行操控的过程中必须强化与其运行特点的有效结合。

另外，强调对二极管的应用也是PWM变频电路呈现出的主要特点之一；第二，基于电流型PWM交-直-交变频特点研究中可以看出，其在运行过程中逐渐呈现出高阻抗的运行特性，同时也由此形成了矩形波样式的运行模式，因而为实现对PWM控制技术的应用，必须注重结合其电路特点。

二、PWM控制技术发展现状变压变频设备的应用在一定程度上缓解了传统电力系统运行过程中凸显出的问题，因而其应用现状逐渐引起了人们的关注，但是就当前的现状来看，其在应用的过程中仍然存在着某些不足之处，即未实现变頻装置的合理化设置，继而对其的推广行为受到了一定的阻碍。

随着现代化科学技术的不断发展，变频装置在应用的过程中得到了逐步完善，且逐渐将现代化通信技术应用于装置运行中，带动了装置整体运行水平的提升。

此外，随着变频装置的不断完善，PWM技术开始被广泛应用于电气公司实际生产中，且以正弦波脉宽调制方式、磁通SPWM 等途径提升了电压的整体利用效率，并就此减少了电路功效的损害。

同时在使用的过程中也逐渐凸显出噪声较小等优势，因而在此背景下，相关技术人员在系统操控过程中应强化对PWM控制技术的应用。

三桥臂4线制PWM整流器控制策略研究

流、单位电网输入功率因数的优点，免电流谐波避
注入电网，因此得到了越来越多的应用。传统的
三相ＰＷＭ高频整流器通常是三线制结构，而然在一些应用场合中，往要求采用４线制的往
ＰＷＭ整流电路结构，比如各种应用于电力系统的电能质量调节器，ＵＰ如ＱＣ、源电力滤波器有等引。因此有必要研究４线制ＰＷＭ整流器的控制，这对于开发高性能的电能质量调节器而言
现对负载无功功率的补偿，有正弦电网输入电具
一１上管截止，管导通０下
其中ｋ对应ａｂＣ３桥臂，，，个由图１可得整流器桥
端输出电压的开关函数表达式如下：
ｌ一Ｓ。。一（一Ｓｌ）。ｌｌｄ１。ｄ２ｌ一Ｓｄ６ｌ一（一Ｓｌ）１６ｄ２ｌ一Ｓｄ一（一Ｓｄｌ。ｌ１ｌ）２（）２（）３（）４
ＡｂｔａｔＴｈＣｎｉｉｕｌｃｎｒｌｔａｅｙｆｒｔｒｅｌｇｆｕ～ｒＷＭｅｔｆｒｗａｒｐｓｄｂｓｄｓｒｃ：ｅＡＢｉｄｖｄａｏｔｏｒｔｇｏｈｅ —ｅｏｒｗｉＰｓｅｒｃｉｉｓｐｏｏｅａｅｅｏｈｅｔｉｒＳｍａｈｍａｉａｄｌ．Ａｓａｒｓｌ，ｔｒｅｐａｅｉｐｔｃｒｅｔｗａｅｏｍａｅｓｎｓｉａｎｎｔｅｒｃｉｅｔｅｔ１ｆｃｍｏｅｓｅｕｔｈｅ — ｈｓｎｕｕｒｎｖｆｒｃｎｂｉｕｏｄ１ａｄｂｌｎｅ．Ｓｅｉｌｔｅｔｎｓａｄｃｎｉｅａｉｎｏｕｒｎｏｔｏｌｒｗｅｅａｓｎｉａｅ．Ｔｈｏｔｇｎａ — ａａｃｄｐｃａｒａｍｅｔｎｏｓｄｒｔｓｆｒｃｒｅｔｃｎｒｌｒｌｏｉｄｃｔｄｏｅｅｖｌａｅｕｂｌａｃｅｗｅｎｔｅｔｒｕａａｉｏｓｗａｎｌｚｄａｄａｓｐｅａｄｖｌｔｏｓｐｏｉｅ．ＥｐｒｅｔｌｎｅｂｔｅｈＷＯｇｏｐｃｐｃｔｒｓａａｙｅｎｉｌｎａｉｍｅｈｄｗａｒｖｄｄｍｄｘｅｉｎａｍ

一种三电平三相四桥臂逆变器中点电位平衡策略

一种三电平三相四桥臂逆变器中点电位平衡策略朱婷婷;邓智泉;王晓琳;王宇【摘要】针对三电平三相四桥臂逆变器数学模型复杂和不对称运行时易导致直流电容中点电位漂移的弊端,本文采用降维策略,将三维数学模型降为平面模型和一维模型的简单叠加;基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）,分析各种矢量对中点电位的影响,通过合理选择和优化开关矢量,使单个采样周期内流过直流电容中点的平均电流严格为零,从而有效抑制了中点电位的漂移。

仿真和实验结果表明了本文所提算法在宽范围调制比和不对称负载条件下均能有效保证直流侧中点电位的平衡。

%Aimed at the drawbacks of complicated three-dimensional model and neutral point potential drifting in three-level three-phase four-leg inverters, a novel strategy is proposed in this paper. It keeps neutral point potential balanced by descending dimension, analyzes the influence of each switching states on the neutral point potential, and optimizes switching states based on space vector modulation. The average current flowing through the neutral point of DC capacitors is absolutely zero during each sampling period, and hence the neutral point potential is balanced effectively. The simulation and experimental results verify that the proposed strategy can eliminate the neutral point potential drifting with modulation ratio and load conditions over a big range.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)006【总页数】6页(P77-82)【关键词】降维;优化调制;三电平;四桥臂;中点电位平衡【作者】朱婷婷;邓智泉;王晓琳;王宇【作者单位】南京航空航天大学自动化学院,南京市210016;南京航空航天大学自动化学院,南京市210016;南京航空航天大学自动化学院,南京市210016;南京航空航天大学自动化学院,南京市210016【正文语种】中文【中图分类】TM4641 引言近年来，传统的三相三桥臂逆变器已在对称运行的电力电子与电力传动领域获得了广泛运用。

三相四桥臂pwm整流器的研究

三相四桥臂pwm整流器的研究三相四桥臂PWM整流器是一种常用的电力电子器件，它可以将交流电转换为直流电，并且具有高效率、低损耗、可靠性高等优点。

在工业控制、电力电子、新能源等领域都有广泛的应用。

该整流器的基本结构由三相桥臂和一个并联的反向三相桥臂组成。

其中，三相桥臂由六个开关管组成，可以实现对三相交流电的整流；反向三相桥臂由六个反向开关管组成，可以实现对直流电的反向控制。

整流器的控制方式采用PWM技术，通过对开关管的开关控制，可以实现对输出电压的调节。

三相四桥臂PWM整流器的研究主要涉及以下几个方面：1. 控制策略的研究。

整流器的控制策略对其性能有着重要的影响。

目前常用的控制策略有SPWM、SVPWM、DPWM等。

其中，SVPWM 是一种较为先进的控制策略，可以实现更高的输出电压质量。

2. 开关管的选择和驱动电路的设计。

整流器中的开关管需要具有较高的导通能力和耐受能力，同时还需要考虑其成本和可靠性。

驱动电路的设计也需要考虑到开关管的特性，以保证其正常工作。

3. 整流器的性能分析和优化。

整流器的性能指标包括输出电压质量、效率、功率因数等。

通过对整流器的性能分析和优化，可以提高其工作效率和稳定性。

4. 应用研究。

三相四桥臂PWM整流器在工业控制、电力电子、新能源等领域都有广泛的应用。

研究人员可以根据不同的应用场景，对整流器进行优化和改进，以满足实际需求。

总之，三相四桥臂PWM整流器是一种重要的电力电子器件，其研究涉及到控制策略、开关管的选择和驱动电路的设计、性能分析和优化等方面。

随着电力电子技术的不断发展，整流器的性能和应用领域还有很大的提升空间。

不平衡负载条件下三相四桥臂逆变器的控制

不平衡负载条件下三相四桥臂逆变器的控制费兰玲;张凯;蔡院玲【摘要】三相四桥臂逆变器具备外接三相不平衡负载的能力.为改善逆变器系统在严重不平衡负载情况下输出电压的对称性,文中提出一种新颖的控制策略--旋转坐标系下的PIR-P双环控制.当系统接不平衡负栽时,电压外环的PI控制器保证系统的动态性能,谐振控制器保证其稳态精度.最后在旋转坐标系下对系统分别采用PI-P和PIR-P两种双闭环控制器情形作对比仿真.结果表明系统在严重不平衡负载情况下,输出电压负序不平衡度由2.41%减小到0.129%,零序不平衡度由2.25%减小到0.032%.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2011(028)003【总页数】6页(P4-8,13)【关键词】三相四桥臂逆变器;不平衡负载;谐振控制【作者】费兰玲;张凯;蔡院玲【作者单位】华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TM4641 概述基于三相四线制逆变器拓扑结构，提出的三相四桥臂逆变器(four－leg inverter，FLI)广泛应用于功率变换和UPS等场合。

它具有直流母线电压低，开关损耗小，可以接非线性及不平衡负载等优点。

较之于传统的三相三桥臂逆变器，三相四桥臂逆变器通过添加第四条桥臂为非线性及不平衡负载零序电流提供通路，保证逆变器在各种恶劣负载条件下，仍能给负载端提供三相平衡的正弦电压。

其主电路图如图1所示。

在原有三相三桥臂逆变器拓扑结构上发展而来的三相四桥臂逆变器，增加了两个开关管(即:两个开关状态)，开关状态由原来的2^3增加为2^4。

与传统逆变器相比较，控制方法更加复杂，这在一定程度上局限了三相四桥臂逆变器的应用。

新增加的第四桥臂与其它三相共用，形成三相电流回路，因此对其它三相桥臂开关的触发和输出电流的激励产生牵制作用。

三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制

三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制-CAL-FENGHAL-(YICAI)-Company One 1三相四桥臂逆变器的工作原理分析与控制在传统的三相全桥逆变爲的娠础上埔加•个桥VF 构成的-M 桥轉逆变器町以产生三个砂立的输出电压。

通过所熠加的第四桥苗产生一个自山度來控制屮件亢电用•可以便逆变JIH 具仃W 不平衡负载的能丿几木改对采用正咳脉宽调制技术OPWM)的三相半桥逆变器和-相四桥轉逆变器进行了分析比较•重点分析了正弛波调制和三次淸波注入的PVIM 控制的三楣四桥關逆变盎工作原理•并进行了仿宜比较。

21三相半桥逆变器的工作原理分析2L1三相半桥逆变器输出纹波分析半逆变器的开关频率远犬丁•输出频申时.逆变器输山电尺上喪包含调制频率及典済波、开关频率及其谐液的边频帶I M Q 心SPWM 逆变器屮TT 咲频率远人丁输山频率.因此打次済波群远离基波-经过滤液JB 谐液須到了抑制.逆变器输出璀木上只剩卜・^5波电压°木节利用平均侑模羽何•将输出电rR/i ：->b 开关周期内的平均值近似为输出电爪堪波分蛍的瞬时値來分析电感电流和输出电压上的纹泼S用2丄所示为-棚半桥逆变器主电路图「询半桥逆变器毎相的工作方成勺单相半桥祁同. Jfl —+11的电路結构图如国2.2所示，化一个开关周期内订; |.0<f<d(f)7：JF一卒开关周期内输出电压的平均値为:□ 〉-护JL 中• d(b = yP +»JsinSE] • m 为调制比•取 MJ = 1 •则输Hl 电JE 为:c-乙J3■£' s阳2・2甲柑半桥逆变器V,G 心心=n 0 □圏2丄三相丫桥逆变湍主电路 QB图2 3输出电压U,⑦和电感电流g ⑦变化曲线图23示出了输出电压纯(F)和电感电流纹波山丄①的变化曲线•町以frill.输出电爪过零处电感I:的电流纹波址大.址大电感电流纹波为：B 叽=AfL输出滤溅电容充电的平均电流为:A «-<=T电容在T /2时何间隔内充电M 】・所以输出电爪纹波为：3 (f)«生 L “ C 2 P1L2三相半桥逆变器输入电容电压纹波分析逆变器的间级为DC/DC 变换器时.逆变器的输入端电容的的电流可认为是•氏流Sb逆变器的输入电容承担功率解IS 的功能何，在三相半桥逆变器中・输入电容还具仃抑制中虑电位偏移的作用。

三相四桥臂逆变器的新型分序控制策略研究

第４４卷第１期１
２Ｏ年ｌ０１１月
电力电子技术
ＰｏｒＥｌｃｒｎｉｓｗｅｅｔｏｃ
Ｖｏ．４，Ｎｏ１１４．１Ｎｏｅｅ００ｖｍｂｒ２１
三相四桥臂逆变器的新型分序控制策略研究
陈红兵
（．樊学院，理与电子工程系，北襄樊１襄物湖４１５；０３２００）３０９２合肥工业大学，．电气与自动化工程学院，徽合肥安
关键词：变器；分序算法：前馈解耦控制逆中图分类号：Ｍ６Ｔ４４文献标识码：Ａ文章编号：００ｌＯ（００１－０５０１０一ＯＸ２１）１０２ — ３
ＲｅｅｒｈｎＣｏｔｏｔａｅｙＢａｅｎａＮｏｅｓａｃｏｎｒｌＳｒｔｇｓｄｏｖｌＤｅｏｐｏｉｉｎＳｅｅｃｅｈｏｆＴｈｒｅｐｓｕｒｌｇＩｅｔｒｃｍｓｔｏｑｕｎｅＭｔｄｏｅ－ｈａｅＦｏ－ｅｎｖｒｅ
摘要：在不平衡负载或非线性负载条件下，现有的三相四桥臂逆变器控制方法不能彻底解决逆变器输出电压的完全对称性问题。针对该问题，首先建立了逆变器的数学模型，在此基础上，采用新型的分序策略对控制量进行了分序，并用前馈法对系统进行解耦。其次，设计了控制系统参数。最后，通过实验证明了所提的控制方法是正确可行的，并且优于正序同步旋转坐标系下的比例积分双环控制ｇ

三相四桥臂逆变器的控制策略研究

毕业设计（论文）三相四桥臂逆变器的控制策略研究完成日期2011年12月19日论文题目：三相四桥臂逆变器的控制策略研究专业：电气工程及其自动化本科生：（签名）指导教师：（签名）摘要为了适应平衡或不平衡负载、线性或非线性负载的要求，三相四桥臂逆变器是针对解决三相不平衡负载而提出的一种新型拓扑。

这种拓扑最大的优点是在三相负载不平衡时保持三相输出电压的对称输出，而且和其他三相四线制逆变器相比，系统的体积和重量又比较小。

首先，本文介绍了三相四桥臂逆变器的发展概况和一些比较常见的拓扑构，同时还介绍了几种三相四桥臂逆变器的调制策略。

其次，本文通过建立四桥臂三相逆变器的数学模型，由数学模型可以得到四桥臂三相逆变器中输出电压和电感电流等各个变量之间的关系，从而实现对输出电压的控制。

最后，三相四桥臂的控制策略主要有不对称分量法，滞环电流控制，空间矢量控制，PWM控制。

电流滞环控制的硬件电路设计简单，但存在开关频率不固定，输出滤波器设计困难，输出波形质量差，空间矢量控制(SVM)技术具有较高的电压利用率，且通过对零矢量的合理控制可以降低谐波含量或降低开关损耗，因此是一种较好的控制方法。

为了消除输出相电压的静态误差，本文讨论了一种基于PI调节器改进的电压调节方案。

同时，空间矢量控制也可以应用到三相四桥臂逆变器中。

此方法具有提高电压利用率，降低总谐波失真，减小开关频率的特点，并且实现简单。

通过MATLAB仿真软件对上述的控制系统进行了仿真验证，结果证明了控制方案的有效。

关键词:三相四桥臂逆变器；电流滞环;三维SVM控制Subject: Control Strategy of Three-Phase Four-leg Inverter Specialty: Electrical Engineering and AutomationName: Jia Honghua (Signature)Instructor: Zhang Yufeng (Signature)AbstractIn order to adapt to the balance or not balance the load, linear or nonlinear load demand, three phase four bridge arm inverter is solve the unbalanced three-phase load and put forward a new type of topology. This topology is the biggest advantages in three-phase load balance not keep three-phase output voltage of symmetry output, and and other three-phase four wire inverter, compared the bulk and weight of the system and smaller.First, this paper introduces the three phase four bridge arm inverter the development situation and some of the more common topology structure, and also introduces several three-phase four bridge arm inverter modulation of the strategy.Secondly, this paper establish four bridge three-phase inverter arm of the mathematical model, the model can get four bridge three-phase inverter arm of the output voltage and current, inductance of the relationship between the different variables, so it can realize the output voltage control.Finally, three phase four arms of the bridge to the asymmetric control strategy of main component method, hysteresis current control, the space vector control, PWM control. Current hysteresis control hardware circuit design is simple, but the existing switching frequency is not fixed, output filter design difficulties, poor quality of output waveform, the space vector control (SVM) technology has high voltage utilization, and through to the zero vector can reduce the reasonable control of the harmonic content or reduce switch loss, so is a better control method. In order to eliminate the phase voltage output static error, this paper discusses the PI adjuster based on improved voltage regulation scheme.In the meantime, the space vector control can also be applied to three phase four bridge arm inverter. This method is raising voltage utilization rate, reduce the total harmonic distortion, reducing switch frequency, and the characteristic of implementation is simple. MATLAB simulation software of the above through the control system is simulated, and the results proved effective control scheme.Keyword:four-leg three-phase inverter ;hysteresis current control;three-dimensional SVM control目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 本文的主要研究内容 (2)第2章三相四桥臂逆变器的发展概况 (3)2.1 三相四线逆变器的拓扑 (4)2.2 三相四桥臂逆变器调制策略概况 (7)2.2.1对称分量法 (7)2.2.2 电流滞环控制 (8)2.2.3 PWM控制 (8)2.2.4 二维空间矢量控制 (9)2.2.5 三维空间矢量调制 (9)2.2.6 基于载波的谐波注入调制 (9)2.3本章小结 (10)第3章三相逆变器的数学模型 (11)3.1在ABC静止坐标系中建立三相三桥逆变器的数学模型 (11)3.2 在ABC静止坐标系中建立三相四桥臂逆变器的数学模型[19] (15)3.3 三相四桥逆变器在dqo旋转坐标系中的数学模型 (16)3.4本章小结 (18)第4章三相四桥逆变器的空间矢量调制方案 (19)4.1空间矢量调制概述 (19)4.2空间合成矢量运动轨迹的确定 (20)4.3空间矢量分析 (25)4.4三维空间开关矢量 (26)4.5三维空间矢量调制控制方案 (29)4.5.1 MA TLAB简介 (29)4.5.2 使用滞后比较器的瞬时空间电流相量控制法 (30)4.5.3 简化的双环三态电流滞环电压调节器 (32)4.6仿真试验实现与结果 (34)4.6.1 双环三态电流滞环电压调节仿真 (34)4.6.2 简化双环三态电流滞环电压调节仿真 (42)4.7本章小结 (44)第5章全文总结与展望 (45)5.1全文总结 (45)5.2全文展望 (45)参考文献 (46)致谢 (48)第1章绪论随着社会工业的发展，当今社会对电力供电质量与安全可靠性要求越来约高对交流输入电源的稳压精度也要求越来越高。

三相4桥臂逆变原理

三相4桥臂逆变原理三相四桥臂逆变器是一种常见的电力电子装置，用于将直流电转换为交流电。

其原理基于功率电子器件（例如IGBT或MOSFET）的开关动作，通过适当的控制策略来控制开关时间和频率，实现电能的变换。

下面将详细介绍三相四桥臂逆变器的原理。

三相四桥臂逆变器由四个功率晶体管桥臂组成，每个桥臂由两个逆并联的晶体管组成。

逆变器的输入端连接到直流电源，输出端连接到负载。

逆变器的运行依赖于三相交流电源和逆变器的控制电路。

逆变器的工作周期由两个相依动作的交替电流控制周期组成。

每个控制周期中，交流电源的相电压根据逆变器的控制信号经过桥臂进行切割。

切割的频率决定了交流电压的频率。

逆变器的工作过程如下：1.开关状态：逆变器的桥臂的开关状态由逆变器的控制电路确定。

当开关处于导通状态时，相应的桥臂通过逆变电流，相电压在模块内部的逆变器间存在，逆变电流通过负载。

当开关处于断开状态时，相应的桥臂截断逆变电流，相电压在模块的两端存在。

2.控制电路：逆变器的控制电路通常由PWM（脉宽调制）控制器控制。

PWM控制器根据输入和输出电压的差异来生成正确的控制信号。

控制信号根据逆变器的工况来调整开关的状态和频率。

这些控制信号由控制器发出，以确保转换的交流电压与输入电压和负载参数一致。

3.开关动作：逆变器的开关通过控制信号开关的状态来决定。

当逆变器的控制信号表明一个开关应该处于导通状态时，相应的晶体管会被打开，而当信号表明一个开关应该处于断开状态时，相应的晶体管会被关闭。

这种开关的动作会周期性地交替发生，以产生所需的交流电压。

4.输出电压形式：逆变器通过在p相和n相之间交替开关来形成交变电压。

每个桥臂的开关动作会使负载的相电压在正半周和负半周之间交替变化。

通过调整每个开关的状态和频率，可以实现不同形式的交流电压输出，例如正弦波、方波或脉冲。

总之，三相四桥臂逆变器通过控制开关的状态和频率，将直流电能转换为交流电能。

逆变器的功率电子器件和控制电路的配合可以实现不同的交流电压输出。