三电平H桥级联逆变器载波移相脉宽调制方式

三电平h桥级联逆变器载波移相脉宽调制方式

三电平h桥级联逆变器载波移相脉宽调制方式
针对三电平h桥级联的稳态运用,可以采取多种抗变形处理措施,其中一种是载波移相脉宽调制方式。

简单来说,该技术的实现原理是通过将调制脉冲的载波波形依次改变成正弦波形来实现抗变形处理。

同时,载波移相脉宽调制方式还可以通过调节调制脉冲的载波波形来减少由于桥开关诱发的波形变形,从而实现优化控制。

这种抗变形处理方式的实施需要专家系统的支持。

通过专家系统,可以自动调节调制脉冲载波波形,从而有效地抑制桥开关诱发的不规则震荡。

此外,还可以使用专家系统对滞环复回等抗变形处理方案进行实施,从而更大程度地减少桥开关的变形。

三电平逆变器调制方法

三电平逆变器调制方法1. 三电平逆变器调制方法是指一种将直流电能转换为交流电能的电子器件，它通过控制电路中的开关器件，将直流电源的电压转换为三个不同电平的交流电压。

2. 最常用的三电平逆变器调制方法是基于脉宽调制技术，其中包括两种主要调制方法：三角波脉宽调制（SPWM）和正弦波脉宽调制（SPWM）。

3. 在三角波脉宽调制方法中，参考电压信号通常是一个三角波形，它与待生成的交流电压进行比较，根据比较结果控制开关器件的通断情况，实现不同电平的输出电压。

4. 正弦波脉宽调制方法是基于生成与期望输出正弦波形相匹配的脉冲信号。

通常，通过选择适当的参数，如调制指数、频率等，来调整输出波形的质量。

5. 在三电平逆变器调制方法中，不同的开关状态会导致不同的输出电压水平。

在三电平逆变器中，有三种基本的开关状态：1) 上平态：正负中性电平之间的状态，2) 下平态：负中性和零中性之间的状态，3) 零平态：正中性和零中性之间的状态。

6. 三电平逆变器调制方法的目标是尽可能减小输出电压的谐波含量，以保证输出波形更接近理想的正弦波形。

7. 三电平逆变器调制方法可以采用单极性或双极性开关器件，具体选择取决于应用需求和性能要求。

8. 在三电平逆变器调制方法中，通常需要使用相应的控制算法来实现输出电压的精确控制。

9. 调制方法的选择取决于应用要求。

在某些高性能应用中，正弦波脉宽调制可能更适合，而在一些低成本应用中，三角波脉宽调制可能更为常见。

10. 在三电平逆变器调制方法中，需要注意的一个重要问题是开关器件的导通和关断损耗，以及这些损耗对转换效率的影响。

11. 在三电平逆变器调制方法中，常用的控制策略包括基于传统 PI 控制器、神经网络控制器、模糊逻辑控制器等。

12. 对于带有恒定负载的应用，三电平逆变器调制方法通常可以提供更稳定和高效的输出。

13. 对于带有非线性负载的应用，三电平逆变器调制方法可以降低输出谐波含量，减小对负载的干扰。

调制方式和载波移相角度对H桥级联型变流器输出性能的研究

４结语
本文对Ｈ桥级联型变流器采用双极性载波移相，半周期单极倍频载波移相和全周期单极倍频载波移相三种调制方式下的输出电并通过仿真验证了数学分析的结论，这些结论（ｉｓ）压进行了数学分析，
参一６基艺 ± ５
…
－
１
（一１） ∑ｓｉｎ［ｍＮＦｍ，ｔ＋ｎｍ，ｆ］
∑ｓｉｎ［（ｍＦ＋ｎ）％ｔ＋ｏｔＯｌ】＝
ｋ＝０
Ｎｓｉｎ［（ｍＦ＋ｎ） ∞ ，ｔ］
当ｍ为其他整数时：
Ｎ－Ｉ
￣ｓｉｎ［（ｍＦ＋ｎ）ｍ／＋ｍＯｋ】＝０
ｋ＝Ｏ
输出电压化简为：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（１２）
当ｍ为其他整数时：
＾ｒ－１
∑ｓｉｎ［（ｍＦ＋ｎ）％ｔ＋ｍＯｋ】＝ｏ
ｋ＝０
输出电压化简为：
Ｕ Ⅲ ＝』ｓｉｎｏ，Ｈ
倍・半周期单极倍频载波移相调制输出电平数为２Ｎ＋１，等效开关频率提高２陆。而全周期单极倍频载波移相调制的输出电平数与Ｎ的（１４）奇偶性有关，当Ｎ为偶数时，输出电平数为Ｎ＋１，等效开关频率提高Ｎ倍，当Ｎ为奇数时，输出电平数为２Ｎ＋１，等效开关频率提高孙倍。
油气、地矿、电力设备管理与技术
①当级联单元Ｎ为偶数时
从图３（ａ）可以看出，采用半周期单极倍频载波移相时，Ｈ级联变
ｍ为Ｎ的整数倍时：

三电平逆变器基本介绍

三电平逆变器基本介绍三电平逆变器的工作原理是通过多种电路拓扑结构实现的，其中最常见的拓扑结构是H桥拓扑结构和三电平拓扑结构。

H桥拓扑结构由4个开关器件组成，分别连接在两个交流电压源的极性上。

通过开关器件的开关动作来实现电压的反向和变化，从而产生不同级别的输出电压。

三电平拓扑结构由7个开关器件组成，分别连接在直流电压源和负载之间，通过不同的开关状态来实现三个不同的电平输出。

1.降低谐波：传统的两电平逆变器会产生较高的谐波，而三电平逆变器能够产生更低的谐波。

这是因为三电平逆变器可以通过改变开关状态来实现多个输出电平，从而减小谐波的产生。

2.提高效率：由于三电平逆变器的电压输出更为平稳，能够更好地满足负载的需求，进而提高系统的效率。

同时，通过优化开关控制策略和电路设计，可以减小功率损耗，进一步提高效率。

3.降低电压失真：传统的两电平逆变器输出的电压波形通常是方波，存在较高的电压失真。

而三电平逆变器的输出电压波形更加接近正弦波，能够显著降低电压失真，并提高电路的输出质量。

4.提高可靠性：相对于传统的两电平逆变器，三电平逆变器电压应力更低，电流更平稳，因此具有更高的可靠性。

此外，三电平逆变器还具备更高的故障容忍能力，即使单个开关有故障，仍能保持正常工作。

目前，三电平逆变器已经广泛应用于电机驱动、电力输配电网、电网电压调节和无线电通信等领域，其高效、低谐波、低失真的特点能够有效提升电力系统的运行效率和质量。

随着科技的不断发展，三电平逆变器的性能和应用领域将进一步拓展，为电力系统的改进和发展做出更大的贡献。

三电平分析

电力电子系统仿真报告题目三电平H桥级联型逆变器专业班级学生指导教师2016年3月10日三电平H桥级联型逆变器一、摘要级联型多电平变频器输出电压谐波含量小，易于实现模块化，适用于高压大功率场合。

本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究。

级联个数不同，对控制方法也有不同的要求。

提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法，三电平桥臂内采用反相层叠载波调制，级联单元间及桥臂间均采用载波移相调制。

本文根据级联个数的奇偶性，在级联单元间分别采用不同的载波移相控制方法，并通过PSIM软件仿真验证了这种采取不同控制方法的正确性，同时也对输出电压的谐波进行了分析。

二、选择PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。

PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。

它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

PSIM还提供了一个强有力的对功率电子学、模拟及数字控制、磁以及电机驱动系统进行研究的仿真环境，需要用户确定的参数极少，仿真速度快，界面友好。

与基于SPICE的仿真软件不同，PSIM并不是为一般的电子电路仿真而设计的，而是针对性很强的一种仿真软件。

与SPICE相比，它具有更快的仿真速度和更强的收敛性。

PSIM几乎不会出现仿真不收敛的情况。

根据其用户界面直观、易于使用，用PSIM直观、简单的操作界面可迅速搭建电路图，PSIM相比其它仿真软件的最重要的特点是仿真速度快，可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路等这些特点。

根据本文的要求以及仿真软件的特点，要想达到预期的仿真效果，我就选择用PSIM进行仿真来实现其仿真结果。

三、选择所需的仿真步长我们知道仿真时的时间概念与真实的时间并不一样，它只是计算机在仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。

三电平分析

电力电子系统仿真报告题目三电平H桥级联型逆变器专业班级学生指导教师2016年3月10日三电平H桥级联型逆变器一、摘要级联型多电平变频器输出电压谐波含量小，易于实现模块化，适用于高压大功率场合。

本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究。

级联个数不同，对控制方法也有不同的要求。

提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法，三电平桥臂内采用反相层叠载波调制，级联单元间及桥臂间均采用载波移相调制。

本文根据级联个数的奇偶性，在级联单元间分别采用不同的载波移相控制方法，并通过PSIM软件仿真验证了这种采取不同控制方法的正确性，同时也对输出电压的谐波进行了分析。

二、选择PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。

PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。

它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

PSIM还提供了一个强有力的对功率电子学、模拟及数字控制、磁以及电机驱动系统进行研究的仿真环境，需要用户确定的参数极少，仿真速度快，界面友好。

与基于SPICE的仿真软件不同，PSIM并不是为一般的电子电路仿真而设计的，而是针对性很强的一种仿真软件。

与SPICE相比，它具有更快的仿真速度和更强的收敛性。

PSIM几乎不会出现仿真不收敛的情况。

根据其用户界面直观、易于使用，用PSIM直观、简单的操作界面可迅速搭建电路图，PSIM相比其它仿真软件的最重要的特点是仿真速度快，可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路等这些特点。

根据本文的要求以及仿真软件的特点，要想达到预期的仿真效果，我就选择用PSIM进行仿真来实现其仿真结果。

三、选择所需的仿真步长我们知道仿真时的时间概念与真实的时间并不一样，它只是计算机在仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。

一种级联H桥多电平变频器改进型载波移相PWM调制策略

一种级联H桥多电平变频器改进型载波移相PWM调制策略赵慧;李海胜【摘要】级联H桥多电平变频器已经广泛应用于光伏发电、电机调速等领域,但由于各单元独立直流电源参数差异,导致各单元直流电压不均衡.在单元直流电压不均衡时,传统载波移相PWM调制策略存在输出电压低频边带谐波无法消除的问题,从而影响输出电能质量.对传统载波移相PWM调制策略下变频器输出电压进行了傅里叶分析,研究了一种可变移相角的改进型载波移相PWM调制策略,根据不同工况实时改变移相角,从而消除输出电压的低频边带谐波,有效提高输出电能质量.最后,通过样机实验验证了改进型调制策略的有效性.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2019(042)003【总页数】5页(P595-599)【关键词】级联H桥变频器;直流电压不均衡;载波移相PWM;移相角【作者】赵慧;李海胜【作者单位】郑州铁路职业技术学院机车车辆学院,郑州451460;郑州铁路职业技术学院机车车辆学院,郑州451460【正文语种】中文【中图分类】TM464级联H桥多电平变频器因其可级联任意功率单元从而获得很好的输出电压波形,模块化程度高,对器件耐压要求不高,具有很强的容错能力等优点,已经广泛应用在光伏逆变器、STATCOM、有源电力滤波器等设备上[1-5]。

级联H桥多电平变频器常用载波移相PWM调制策略,该调制策略具有输出电能质量高、适用于多电平变频器、易于实现模块化分布式控制等优点。

但是,当级联H桥变频器应用于如电池、超级电容、光伏阵列等不同特性独立直流源场合时,因单元直流源因特性和参数的不同,变频器常工作在直流电压不平衡工况下,传统的PSC-PWM因无法消除各功率单元直流电压不均衡所导致的低频边带谐波,从而导致变频器输出电能质量下降。

目前,针对单元直流电压不均衡导致的变频器输出电能质量下降的问题,国内外学者已经提出了多种改进调制方法,这些调制方法大多是基于前馈概念,通过采集实时电压值计算得到开关序列的占空比,前馈补偿是基于载波PWM[6-7]和空间矢量技术[8],这些前馈调制方法可以消除因单元直流电压不均衡而产生的输出电压畸变。

三电平三相桥式逆变器的svpwm控制方式应用_概述说明

三电平三相桥式逆变器的svpwm控制方式应用概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在介绍三电平三相桥式逆变器的SVPWM（空间矢量脉宽调制）控制方式的应用。

逆变器作为电力电子变换技术中的重要组成部分，广泛应用于交流电力传输和各种工业应用中，有着重要的实际意义。

而SVPWM控制方式作为一种高效的逆变器控制方法，具有优秀的性能和效率，在现代电力系统中得到了广泛关注和应用。

1.2 文章结构本文共分为五个部分，首先是引言部分，对文章进行概述和介绍；第二部分是正文，介绍逆变器及其基本原理；第三部分是专门介绍SVPWM控制方式的应用，包括其基本原理以及在三电平三相桥式逆变器中的具体实现方法和优点；第四部分将着重讨论三电平三相桥式逆变器的特点，并与其他类型逆变器进行比较；最后一部分是结论，对前文所述内容进行总结归纳，并展望未来该领域的发展方向。

1.3 目的本文旨在深入探讨SVPWM控制方式在三电平三相桥式逆变器中的应用，并分析该控制方式的优点和适用性。

通过全面介绍和剖析，读者可以对SVPWM控制方式有一个清晰的认识，并了解其在三电平三相桥式逆变器中实际应用的效果与意义。

同时，本文还致力于为读者提供一个全面、系统且易于理解的资料，以便进一步研究和应用相关领域的技术。

(以上内容均为草稿，仅供参考)2. 正文电力电子技术在现代电力供应系统中发挥着重要的作用。

逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备，广泛应用于工业控制、风能和太阳能发电系统等领域。

而三电平三相桥式逆变器是逆变器中一种常见且性能优越的拓扑结构。

三电平三相桥式逆变器采用了多级拓扑结构，通过控制开关管的导通与截止，可以实现对输出交流波形的精确控制。

在传统的两电平逆变器中，只能产生两个电平的交流输出；而在三电平逆变器中，通过合理选择开关管的组合方式，可以产生三个不同高度的输出电平。

这使得三相桥式逆变器具备更好的输出波形质量，并提供了更宽广阶梯数模拟交流信号。

而在控制方法方面，空间矢量脉宽调制（SVPWM）被广泛应用于三电平三相桥式逆变器中。

三电平脉宽调制

三电平脉宽调制（原创实用版）目录1.三电平脉宽调制的基本概念2.三电平脉宽调制的工作原理3.三电平脉宽调制的应用领域4.三电平脉宽调制的优缺点正文1.三电平脉宽调制的基本概念三电平脉宽调制（3-Level Pulse Width Modulation，简称 3-LPWM）是一种数字信号处理技术，主要用于模拟信号的处理和控制。

它是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，通过改变脉冲的宽度来实现对模拟信号的调节。

在三电平脉宽调制中，脉冲被分为三个等级，即高电平、中电平和低电平，通过改变不同电平的脉冲宽度，达到调节模拟信号的目的。

2.三电平脉宽调制的工作原理三电平脉宽调制的工作原理主要基于数字信号处理技术。

首先，将输入的数字信号进行编码，生成对应的脉冲序列。

然后，通过调整脉冲的宽度，实现对模拟信号的调节。

在这个过程中，需要将数字信号转换为模拟信号，这可以通过将脉冲序列作用于一个模拟滤波器来实现。

最后，通过对模拟信号进行采样和量化，将其转换为数字信号，以供后续处理。

3.三电平脉宽调制的应用领域三电平脉宽调制技术在许多领域都有广泛应用，主要包括以下几个方面：（1）通信系统：在数字通信系统中，三电平脉宽调制技术可以用于信号的调制和解调，提高信号传输的效率和可靠性。

（2）控制系统：在工业控制系统中，三电平脉宽调制技术可以用于对电机、伺服等设备的控制，实现高精度、高效率的控制。

（3）音频处理：在音频处理领域，三电平脉宽调制技术可以用于音频信号的处理和调节，提高音质的表现力。

4.三电平脉宽调制的优缺点三电平脉宽调制技术具有以下优缺点：优点：（1）调制精度高：由于三电平脉宽调制技术采用了三个电平，相较于二电平脉宽调制技术，其调制精度更高。

（2）信号传输效率高：三电平脉宽调制技术可以实现更高的信号传输效率，降低传输过程中的损耗。

缺点：（1）技术复杂度高：相较于二电平脉宽调制技术，三电平脉宽调制技术的技术复杂度更高，实现难度较大。

三电平逆变器调制策略及载波交叠调制线性度方法

ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｍｅｔｈｏｄｏｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｓｗｉｔｈｃａｒｒｉｅｒ－ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ．Ｂｙｕｓｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｌ‘ｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔｓ，ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｃａＩＴｉｅｒ＿ｏＶｅｒｌａｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄ（ＣＯＰＷＭ）
一
电、Ｅ动·；移工其＿一２ｚ０ｕ１Ｉ８石（【２ｚ）Ｊ
’ ＝Ｉ｝ｖ－ｌｊｖｑＶｃＩｊ
“
１
广一
ＩＶＤＩ毒Ｖ－：ｊｖＤ２ｖｂ２］ｖ。，
，、Ｉｂ１
ｋＶＪｒＩｌ１Ｉ，，ＶＤＩ卒Ｖ．，ｊｓ
Ｔ
ＮＩｖ－．ｊｖＨ］
．
关键词：三电平逆变器；载波ＰＷＭ；调制策略；载波交叠ＰＷＭ；线性校正中图分类号：ＴＭ３０６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－２７９６（２ｏｌ８）０２—００１８－０６
ＡＴｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌＩｎｖｅｒｔｅｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｙａｎｄａＭｅｔｈｏｄｏｆ
３．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｎｇｎａｎＣｈａｎｇｘｉｎＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，２０１９１３，Ｓｈａｎｇｈａｉ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｔ’ａｎａｌｙｓｅｓａｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌｍｉｄｐｏｉｎｔｃｌａｍｐ（ＮＰＣ）ｉｎｖｅｒｔｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ
Ｉ．ｉｎｅａｒｃｏｒｅｃｔｉｏｎ
０引言随着电力电子器件的发展以及对大功率逆

三电平pwm变流器调制策略

三电平PWM变流器调制策略一、载波调制载波调制是一种广泛应用于三电平PWM变流器的调制策略。

在这种策略中，通过调节载波信号的频率和幅值，可以控制变流器的输出电流。

载波调制的优点是实现简单，具有较好的鲁棒性。

然而，由于载波信号的固定性，载波调制可能会产生较高的开关频率，从而导致开关损耗和电磁干扰（EMI）的问题。

二、空间矢量调制空间矢量调制是一种基于空间矢量图的调制策略。

它通过将磁通矢量分成六个扇区，并根据所需输出电流的大小和方向，选择相应的扇区进行调制。

空间矢量调制具有较低的开关频率和较高的调制精度，因此在中高功率应用中具有较高的优势。

然而，空间矢量调制需要较复杂的控制算法和计算资源，因此实现成本较高。

三、直接电流控制直接电流控制是一种通过直接控制输出电流来实现调制的方法。

在这种策略中，通过采样输出电流，并将其与参考值进行比较，得到电流误差信号。

然后，根据电流误差信号的大小和方向，调整PWM信号的占空比，从而控制输出电流。

直接电流控制具有快速的动态响应和较高的精度，但需要较复杂的控制算法和计算资源。

四、间接电流控制间接电流控制是一种通过控制输入电压或磁通来间接控制输出电流的方法。

在这种策略中，通过调节输入电压或磁通，可以改变输出电流的大小和方向。

间接电流控制的优点是实现简单，但动态响应较慢，精度较低。

五、预测电流控制预测电流控制是一种基于预测模型的调制策略。

在这种策略中，通过建立预测模型，预测输出电流的未来状态，并根据预测结果进行调制。

预测电流控制具有快速的动态响应和较高的精度，但需要较复杂的控制算法和计算资源。

六、滑模变结构控制滑模变结构控制是一种非线性控制方法。

在这种策略中，通过设计滑模面和滑模控制器，将系统状态引导至期望的滑动模态。

滑模变结构控制具有较好的鲁棒性和动态响应性能，但需要较复杂的控制算法和计算资源。

七、神经网络控制神经网络控制是一种基于人工神经网络的调制策略。

在这种策略中，通过训练神经网络来模拟系统的动态行为，并利用神经网络进行调制。

三电平脉宽调制

三电平脉宽调制三电平脉宽调制（Three-level Pulse Width Modulation）是一种常用的电力电子技术，用于控制电力系统中的电压和电流。

它通过调节脉宽来实现电力信号的调制，以实现对电力系统的精确控制和优化。

在传统的二电平脉宽调制中，只有两种电平状态，即高电平和低电平。

而三电平脉宽调制通过增加一个中间电平，使得系统可以有更多的电平选择，从而实现更精确的控制。

这种调制技术在电力转换和驱动系统中得到广泛应用，例如交流电变直流电的变流器、电机驱动器等。

三电平脉宽调制的基本原理是通过调节占空比来控制输出电压的大小。

占空比是指高电平状态的时间占总周期的比例。

在三电平脉宽调制中，占空比可以分为三个区域：负占空比区、零占空比区和正占空比区。

在负占空比区，输出电压为负电平；在零占空比区，输出电压为中间电平；在正占空比区，输出电压为正电平。

三电平脉宽调制的优点主要体现在以下几个方面：1. 提高电力系统的效率：通过增加电平的选择，三电平脉宽调制可以更精确地控制电力系统的输出电压，从而提高系统的效率。

同时，三电平脉宽调制还可以减少功率损耗，降低电力系统的能耗。

2. 减少电力系统的谐波含量：传统的二电平脉宽调制在输出电压波形中存在较多的谐波成分，而三电平脉宽调制可以通过增加电平的选择，降低谐波含量，减少对电力系统和其他设备的干扰。

3. 提高电力系统的稳定性和可靠性：通过精确控制脉宽，三电平脉宽调制可以实现对电力系统的精确控制，从而提高系统的稳定性和可靠性。

同时，三电平脉宽调制还可以减少电力系统的谐振和共振现象，提高系统的抗干扰能力。

4. 方便集成化设计和控制：三电平脉宽调制技术相对简单，容易实现集成化设计和控制。

与传统的二电平脉宽调制相比，三电平脉宽调制可以在不增加额外硬件成本的情况下实现更好的控制效果，降低系统的成本。

三电平脉宽调制是一种重要的电力电子技术，通过增加电平选择，可以实现对电力系统的精确控制和优化。

三电平牵引逆变器的工作原理

三电平牵引逆变器的工作原理1.桥臂控制：三电平牵引逆变器采用桥臂控制方式，包括三个桥臂分别为上桥臂、中桥臂和下桥臂。

每个桥臂由多个晶闸管或IGBT组成。

这些晶闸管或IGBT可以根据控制信号开启或关闭，以控制电流的流向和大小。

2.脉宽调制：三电平牵引逆变器采用一种称为脉宽调制（PWM）的技术来产生交流输出电压。

脉宽调制是一种通过调节开关器件的导通时间来控制输出电压平均值的方法。

在此过程中，控制器会根据输入的控制信号来决定晶闸管或IGBT的开关时间，以实现所需的输出电压。

3.三电平输出：传统的两电平逆变器只能实现两种输出电平（正电平和负电平），而三电平牵引逆变器通过使用三个桥臂可以实现三个电平输出（正电平、负电平和零电平）。

这样一来，三电平逆变器的输出电压波形更接近正弦波，降低了输出谐波，并减少了电源和负载之间的电磁干扰。

4.控制策略：为了控制三电平牵引逆变器的输出电压，通常采用空间矢量调制（SVPWM）控制策略。

SVPWM可以通过合理分配桥臂的开关状态和导通时间，使输出电压跟随给定的参考电压矢量，实现精确的电压控制。

5.工作过程：在工作中，输入直流电源经过滤波电路，得到一个电压水平较稳定的直流电压。

然后，采用控制器生成的PWM信号控制桥臂的开关状态和导通时间，将直流电源的能量转换为交流输出电压。

最终，输出的交流电压通过滤波电路进行滤波以减少谐波，并提供给牵引设备使用。

总结起来，三电平牵引逆变器通过桥臂控制和脉宽调制技术，结合SVPWM控制策略，将直流电源转换为交流输出电压。

这种逆变器能够实现三个电平输出，提供高质量的交流电源，具有低电磁干扰和高转换效率的优点，因此在牵引设备等领域得到广泛应用。

H桥型三电平逆变器中点电位平衡调节算法研究

H桥型三电平逆变器中点电位平衡调节算法研究张怀亮【摘要】本文通过分析H桥型三电平逆变器开关回路和换流过程,找出了中点电位偏移的原因,并给出了中点电位平衡调节措施及改进算法,最后通过试验验证了所选算法是有效的,在大功率变流器上具有广泛应用前景.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2014(034)009【总页数】5页(P66-70)【关键词】中点电位平衡调节;三电平;H桥【作者】张怀亮【作者单位】海军装备部装备采购中心,北京170001【正文语种】中文【中图分类】TM4610 引言随着舰船电力推进技术的快速发展，对舰船电力推进装置的功率要求越来越大、电压等级越来越高，由于功率器件的限制，传统的两电平逆变器无法满足中高压、大功率要求，通过器件的串并联可以用两电平直接实现中高压、大功率逆变器，但存在器件的动态均压、均流问题，严重影响系统可靠性，采用成熟的低压标准功率器件实现中高压、大功率的多电平逆变器成为一种很好的选择.另一方面，多电平以其输出电压谐波小、可靠性高、对电机的绝缘损害低、EMI低等优点使得其更加适合舰船电力推进系统的应用。

多电平逆变器工作时，存在零电平等续流过程，电流会流出或流人中点，对电容进行充电或放电，使电容中点电位失去平衡，导致输出电压谐波含量增加，影响功率器件、直流侧电容的使用寿命和设备安全，严重制约了多电平逆变器的广泛应用。

21世纪前后，国内、外学者先后对多电平逆变器中点电位平衡调节算法开展了研究，主要采取了根据负载电流的方向选择对中点电位互反影响的电压矢量来调整中点电位、调整上下两个调制波的 SPWM 调制方法和在三相参考波中增加零序分量来调整直流母线中点电位的三种方法，其研究主要集中在三电平全桥、五电平全桥、两电平H桥级联逆变器上，对H桥型三电平逆变器中点电位平衡调节算法研究甚少。

如何解决H桥型三电平逆变器中点电位偏移问题，使其能被广泛应用，成为一个迫在眉睫的研究课题。

一种三电平NPC逆变器载波频率有序变化反相层叠脉宽调制方法[发明专利]

专利名称：一种三电平NPC逆变器载波频率有序变化反相层叠脉宽调制方法
专利类型：发明专利
发明人：张晓,高捷,傅琪雯,张辉
申请号：CN202011593081.2
申请日：20201229
公开号：CN112737383A
公开日：
20210430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种三电平NPC逆变器载波频率有序变化反相层叠脉宽调制方法，属逆变器PWM调制方法。

该方法通过将两个频率不同的三角载波f、f有序变化来代替常规载波反相层叠脉宽调制法中固定频率为(f+f)/2的三角载波，并使有序变化载波的平均载波频率约等于(f+f)/2。

同时，本发明采用了改进的零序电压V注入法平衡逆变器直流侧的电容中点电位。

本发明在不增加硬件成本和不降低载波反相层叠脉宽调制性能的情况下实现逆变器直流侧电容中点电位平衡控制、谐波电压频谱扩散和降低输出电压电流波形中谐波峰值从而降低谐波产生的负面影响。

申请人：中国矿业大学
地址：221000 江苏省徐州市泉山区大学路一号
国籍：CN
代理机构：徐州市三联专利事务所
代理人：周爱芳
更多信息请下载全文后查看。

一种三电平H桥逆变电路低调制比时的窄脉冲补偿方法

一种三电平H桥逆变电路低调制比时的窄脉冲补偿方法张成【摘要】为了保证电力电子开关器件工作在其安全工作区,开关器件均有其最小要求的开通和关断时间.基于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器中的窄脉冲会导致逆变器的输出电压和电流发生严重畸变,因此必须对这种窄脉冲进行抑制和补偿.现有的解决方法在系统低调制比时会改输出电压的基波幅值,存在窄脉冲抑制不彻底和增加低次谐波的输出含量的缺点.基于此,本文提出了一种适用于H桥单元拓扑结构的NPC三电平逆变器的窄脉冲补偿方法,对该方法进行了详细的理论分析,阐明了该方法在载波层叠SPWM调制和载波移相SPWM调制中的内在联系.在逆变器的低调制比时,该方法不会改变逆变器输出电压的基波幅值,也不会增加输出的低次谐波含量.仿真和系统试验结果证明了该方法的正确性和有效性.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】4页(P77-80)【关键词】SPWM;H桥单元拓扑;NPC三电平逆变器;低调制比;窄脉冲补偿【作者】张成【作者单位】湘潭电机股份有限公司特种电气事业部,湖南湘潭411101【正文语种】中文【中图分类】TM461随着社会发展的进步和需求，电力电子变换器的功率容量等级不断提高，基于H 桥基本结构单元的二极管中点钳位型（NPC）三电平逆变器以其低的电流输出谐波含量得到了广泛地应用。

这种H桥单元结构的NPC三电平逆变器脉宽调制方法有多种，但以载波层叠和载波移相的脉宽调制方法应用最为广泛。

本文针对这种低调制比区域内的窄脉冲抑制和补偿方法开展了相关研究，阐明了载波层叠PWM调制和载波移相PWM调制的窄脉冲抑制算法的内在联系，指出了现有文献的结论存在缺陷。

以载波层叠PWM调制方式为例，较为系统的对NPC 三电平拓扑结构中的窄脉冲问题进行了分析研究，提出了一种基于零序偏置量注入的窄脉冲抑制和补偿方法，在实现消除窄脉冲的同时没有改变系统输出电压的基波幅值和增加输出谐波，并将本文所提出的窄脉冲补偿方法应用于推进变频器装置中进行试验验证，试验结果表明了该方法正确性和有效性。