SPWM控制单相三电平逆变器
SPWM于单相全桥及其三相电压型桥式逆变电路的simulink仿真应用
SPWM于单相全桥及其三相电压型桥式逆变电路的应用11级电牵3班xx 关键字：单相桥三相桥全控逆变SPWM simulink本次实验主要为利用simulink中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相全桥逆变电路和三相电压型桥式逆变电路，单相电路的功能是将直流电逆变为交流电，而三相逆变电路则是在单相的基础上变为三相，功能更加完善。
在逆变电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。
如果通过实验来验证，需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤，这样使得设计耗资大，效率低，周期长。
现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。
Matlab 是一种计算机仿真软件，它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
Simulink 是基于框图的仿真平台，它挂接在Matlab 环境上，以Matlab 的强大计算功能为基础，用直观的模块框图进行仿真和计算。
其中的电力系统（Power System）工具箱是专用于RLC电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。
以Matlab7.0 为设计平台，利用Simulink 中的Power System工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。
一、电路工作原理1.SPWM电路工作原理同步调制——N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。
f变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。
三基本同步调制方式，r相，公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。
为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。
当N=9时的同步调制三相PWM波形如上图所示。
2.逆变电路工作原理1）IGBT单相电压型全桥无源逆变电路原理分析单相逆变电路主要采用桥式接法。
它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都有一个全控器件IGBT和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥臂之间。
单极性SPWM三电平半桥逆变器的研究
ａ ａ ｚｄＴ ｅｉａｃｒｃ ｆ ａａ ｅｅ ｓｌ ｔ ｎｏ ｃ ｒ ｎ ｏｊｓ ｒｗ ｕｄｉ ｕｅｔ ｕｓ ｏ ｆ ｕｔｉｔ ｓｃｏ ｎ ｈ ｎｌ ｅ ．ｈ ｃｕａｙｏ ｒｍ ｔ ｅ ｃｉ ｆ ｕｒ ｔ ｕｔ ｏ ｌ ｎ ｃ ｅｑ ｅｔ ｎｏ ｌ・ ｅ ｅ ｔ ｎａｄｔｅ ｙ ｎ ｐ ｒ ｅ ｏ ｅ ｄ ｏ ｄ ｈ ｉ ｍ ｉｎ ｒ ｉ
维普资讯
第４ ０卷 第 ３期
电 力 电子 技 术
望． — ：— — — —— — — —— — — — — — —— — ： —— ； — ；— —
Ｖｏ．０．Ｎｏ３ １ ４ ．
单极性 Ｓ ＷＭ 三电平半桥逆变器的研究 Ｐ
赵 旭 升
（ 京 化 工职 业技 术学 院 ， 苏 南 京 南 江 ２０ ４ ） １０ ８
ｉ ｖ ｒｅ ｅ ｌｚ ｄ ｔ ｒ ｅ ｌｖ ｌ ｕｃ ｅｓｆ ｌｙ ｎ ｅ ｒｒ ａｉｅ ｈ ｅ —ｅ ｅ ｓｓ ｃ ｓｕ ｌ． ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｖ ｒ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｅ ｅ ；ｍａ ｈ ｍｏ ｅ ／ｐ ｒ ｍｅｅ ｅｅ ｔ ｎ Ｓ Ｗ Ｍ ｎ ｔ ｔ ｄ ｌ ａ ａ ｔｒｓ ｌｃｉ ；Ｓ Ｐ ｏ
摘 要 ： 究 了 ・ ｊ 电 桥 逆 变 器 ， 开 关 管 的 应 力 减 小 了 ５ ％ ， 研 种 ｒ 其 ０ 同时 也 减 小 了输 出滤 波 器 的体 积 。该 逆 变 器 采 用 ‘ 极性 Ｓ ＷＭ 控 制 方 案 ， ｊ － Ｐ 建 了其 双环 摔 制 的数 学 模 型 ， 并分 析 了系 统 的 稳 定 性 。针 对 初 始 参 数 的选 取 给 ｉ 了相 应 的 公 式 ， 后 给 出 ｒ实验 结果 。结 果 表 明 ， 变 器 很 好 地 实现 了＝ 电平 工 作 。 ｝ Ｊ 最 逆
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。
基于SPWM控制的三相逆变电源设计
2018年第2期信息通信2018(总第182 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. N o 182)基于SPWM控制的三相逆变电源设计胡玉松(西华师范大学，四川南充637002)摘要：叙述了一种基于STC15单片机设计的SPW M三相逆变电源。
正弦波脉宽调制（SPWM)技术能够实时、准确 地实现变频控制要求，且逆变器输出电压谐波分量少。
采用STC15单片机内部PW M寄存器模式输出三路相位差 为120。
的SPWM波，使用IR2109作为三相全桥电路驱动芯片，输出经过LC低通滤波，最后在负载上得到稳定的正 弦波交流电。
实现表明三相逆变电源可以输出完整的正玄波，且输出电流大于2安培，电压大于60V,具有广泛的应用前景。
关键词：SPWM;三相逆变;全桥电路;L C滤波中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号：1673-1131(2018)02-0135-020引言随着半导体功率器件的快速发展，电力电子技术也日趋 成熟，被广泛应用于军用和民用产品等领域。
逆变电源作为 电力电子的一个重要方向，被广泛应用于交流电机的传动、不间断电源、变频电源、有源滤波器、风力发电等交流用电 设备。
逆变电源控制技术成为影响逆变电源性能的关键因素，经过多年的发展,SPWM成为逆变电源的主流控制技术，该技 术具有成本低、电路简单、技术能够实时、准确地实现变频控 制要求，且该技术控制的逆变器输出电压谐波分量少，输出电 压波形失真小等众多优势。
通过设置STC15内部定时器，产 生3路PWM信号,通过查找表的方式更改寄存器的值，使输静电防护装置也是如此，机场管理人员应该给与足够的重视, 积极引进先进的设备和技术，来满足社会发展的需求。
机场 的维护人员也要提高自身的技术水平，因为设备维护离不开 技术人员的参与，只有技术人员采用最先进的技术手段严格 地执行相关的操作，才能够在最大程度上满足设备维护的需 求，从而保障设备的正常运行，制定好维护的计划，根据整个 机场的运行情况，合理安排维护的时间和方式,在保证各项通 信设备正常运转，满足机场的正常运行情况下,按照计划进行 全面的、严格的维护。
单、三相双极性SPWM逆变电路
计算机仿真实验报告专业：电气工程及其自动化班级：11电牵4班姓名：江流在班编号：26指导老师：叶满园实验日期：2014年5月22日一、实验名称：单、三相双极性SPWM逆变电路MATLAB仿真二、目的及要求了解并掌握单、三相双极性SPWM逆变电路的工作原理； 2.进一步熟悉MATLAB中对Simulink的使用及模块封装、参数设置等技能； 3.进一步熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。
三、实验原理1.单相双极性SPWM逆变的电路原理2、单相双极性SPWM逆变电路工作方式单相桥式逆变电路双极性PWM控制方式：在Ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负，其幅值只有±Ud两种电平。
同样在调制信号Ur和载波信号Uc 的交点时刻控制器件的通断。
Ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
当Ur>Uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。
如I0>0，V1和V4通，如I0<0，VD1和VD4通，U0=Ud 。
当Ur<Uc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。
如I0<0，V2和V3通，如I0>0，VD2和VD3通，U0=-Ud 。
这样就得到如下所示的双极性的SPWM波双极性SPWM控制方式波形3.三相双极性SPWM逆变的电路原理图三相SPWM逆变电路4、三相双极性SPWM逆变电路工作方式为：四、实验步骤及电路图1、建立单相双极性SPWM逆变电路MA TLAB仿真模型。
以下分别是主电路和控制电路（触发电路）模型：2、单相双极性SPWM逆变电路参数设置本实验设置三角载波的周期为t，通过改变t的值改变输出SPWM矩形波的稠密，从而调节负载获取电压的质量。
设置正弦波周期为0.02s，幅值为1。
直流电源幅值为97V，三角载波幅值为1.2V，三角载波必须依次交替输出正三角波和负三角波，这可以通过让三角载波同与之周期相同的、依次交替输出1和-1的矩形波相乘实现。
单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析
目录1.引言 .......................................................................................... - 2 -2.PWM控制的基本原理........................................................... - 2 -3.PWM逆变电路及其控制方法............................................... - 3 -4.电路仿真及分析 ...................................................................... - 4 -4.1双极性SPWM波形的产生 . (4)4.2三相SPWM波形的产生 (6)4.3双极性SPWM控制方式单相桥式逆变电路仿真及分析-7-5.双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析 .................................................................................. - 12 -6.结论 ........................................................................................ - 13 -7.参考文献 ................................................................................ - 13 -1. 引言PWM 技术的的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM 技术。
它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。
PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
SPWM型变频器的主电路,单项SPWM与三相SPWM的控制原理
SPWM 型变频器的主电路，单项SPWM 与三相
SPWM 的控制原理
PWM 的全称是Pulse Width ModulaTIon（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。
广泛地用于电动机调速和阀
门控制，比如电动车电机调速就是使用这种方式。
所谓SPWM，就是在
PWM 的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排
列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
它广泛地用于直流
交流逆变器等，比如高级一些的UPS 就是一个例子。
三相SPWM 是使用SPWM 模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。
SPWM 型变频器的主电路
使用单相电源和三相电源的SPWM 型变频器主电路分别如图1 和图
2 所示。
图2 中为了限制泵升电压，在电路中的直流侧并联了电阻R0 和可控晶体管V0，当泵升电压超过一定数值时，使V0 导通，让R0 消耗掉多余的
电能。
毕业论文-单相三电平SPWM整流器的研究与设计(shrimplm)
毕业论文-单相三电平SPWM整流器的研究与设计(shrimplm)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊摘要随着电力电子器件、高精度高速运算芯片、实时仿真及控制等技术的飞速发展，各类电力电子装置正广泛地应用于交直流可调电源、电力供电系统、电气传动控制与电化学生产等领域，然而大多数的电力电子装置都是通过变流器与电网相连，总存在网侧功率因数低以及输入电流谐波成分高的问题。
为了减小谐波干扰对电网质量的危害，以及可能因此而引发的事故，1994年3月国家技术监督局颁布了国标GB/T 14549-1993《电能质量公用电网谐波》。
抑制电力谐波提高功率因数的方法主要有两种，一种是装设专用的谐波补偿装置，该方法相应地带来了成本增加的问题；另一种是采用新型的高功率因数变流器。
PWM整流器作为高功率因数变流器的一个重要方向，在各种工业生产领域扮演着重要角色。
它不仅要求中间直流环节的电压保持恒定，交流侧功率因数为1，还要求尽量减少电流谐波。
然而相对于两电平PWM整流电路，三电平PWM整流器的功率开关管所承受的关断电压为直流侧电压的一半，减少了功率开关管的电压强度，同时电平数的增加使入端电流更接近正弦波，在同样的的开关频率及控制方式下，其电流谐波总畸变率（THD）要远小于两电平PWM整流器。
因此，本毕业设计以单相三电平PWM整流器为研究对象, 首先介绍了课题的产生背景、研究概况及意义，阐述了PWM整流器的工作原理，并对其开关工作模态以及拓扑结构进行了分析；其次，在此基础上，建立了三电平整流器的系统数学模型，并对PWM控制技术进行总结，采用电压电流双闭环控制，利用MATLAB/Simulink进行了仿真实验。
仿真结果表明，系统的工作情况与理论分析相符合，该系统不仅能使直流电压在一定范围内可调，而且使整流器交流侧电流谐波降低，实现了单位功率因数运行。
关键词：三电平整流功率因数校正MATLAB仿真┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊电流1u直流侧电容C1两端电压2u直流侧电容C2两端电压aS1-a S4/ b1S-b S4三电平整流器左/右半桥臂四个开关管aVD1-aVD4/bVD1-bVD4三电平整流器8个反并联二极管1C/2C直流侧上下两个支撑电容R入端电阻L入端电感LR直流侧输出负载电阻AS三电平整┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊流电路简化模型的A相开关BS三电平整流电路简化模型的B相开关目录摘要 ...................................................................................................................................... I I ABSTRACT........................................................................................... 错误!未定义书签。
三相电压型SPWM逆变器设计
三相电压型SPWM逆变器设计一、设计原理：三相电压型SPWM逆变器由一个直流输入端和一个交流输出端组成。
其主要原理是将直流电压转换为较高频率的脉冲宽度调制信号，然后通过逆变桥电路将直流电压转换为交流电压。
在逆变桥电路中，通过控制三相负载端的三个开关管的开关状态，可以实现对输出电压幅值、频率和相位的控制。
二、设计步骤：1.选择逆变桥电路拓扑：逆变桥电路有多种不同的拓扑结构，如全桥、半桥等，需要根据具体需求来选择合适的拓扑结构，一般来说，全桥结构应用较为广泛。
2.数据采样和计算：通过采样电路获取输入电流和输出电压的实时数据，并进行运算和控制。
一般需要采用高速的模数转换器（ADC）进行数据采集，并使用微控制器或数字信号处理器（DSP）进行计算和控制。
3.正弦脉宽调制（PWM）：通过正弦脉宽调制技术，将直流电压转换为脉冲宽度调制信号。
正弦脉宽调制技术是一种通过比较三角波和参考正弦波来确定开关管的开关状态的方法，其核心思想是让输出电压的波形尽可能接近正弦波形。
4.控制逆变桥电路开关状态：通过控制逆变桥电路中的三个开关管的开关状态，可以实现对输出电压的控制。
一般来说，可以采用脉冲宽度调制技术控制开关管的开关时间，从而改变输出电压的幅值和频率。
5.输出滤波：由于逆变器输出为脉冲宽度调制信号，需要进行滤波处理，以减小输出电压的谐波含量，并使其接近纯正弦波形。
常用的滤波器包括LC滤波器和LCL滤波器。
6.过流、过压保护：为了保护逆变器和负载，需要设计过流和过压保护电路，并将其集成到逆变器中。
总结：通过以上的步骤，就可以设计出一款三相电压型SPWM逆变器。
设计时需要根据具体需求选择逆变桥电路拓扑、采集数据并进行计算，使用正弦脉宽调制技术控制开关管的开关状态，进行输出滤波，并设计过流、过压保护电路。
这些步骤需要结合电力电子、控制系统和信号处理等多个领域的知识和技术。
三相逆变器SPWM调制原理
三相逆变器SPWM调制原理PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。
常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。
在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
图1.1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。
重要理论基础——面积等效原理a)矩形脉冲 b)三角脉冲c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数图1.1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲把接收调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形，通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。
因为等腰三角波上任何一点的水平宽度和高度呈线性关系且左右对称，当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时，这正好符合PWM控制的要求。
在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。
2.电压型SPWM逆变电路控制方法2.1单极性与双极性控制（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。
（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式（图2.1所示）。
图2.1双极性PWM控制方式2.2同步调制与异步调制在同步调制与异步调制中主要是对载波比进行调制，载波比就是载波频率f c与调制信号频率f r之比N，既N = f c / f r；另一个相关的概念就是调制度，调制度是调制波幅值Ar与载波幅值Ac之比，即Ma＝Ar/Ac。
（1）同步调制——N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。
基本同步调制方式，f r 变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定；三相电路中公用一个三角波载波，且取N 为3的整数倍，使三相输出对称；为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数；f r 很低时，f c 也很低，由调制带来的谐波不易滤除；f r 很高时，f c 会过高，使开关器件难以承受。
三电平中点箝位型逆变器SPWM控制策略的研究
三电平中点箝位型逆变器SPWM 控制策略的研究电气系 电气工程及其自动化专业08A1班 陈卓指导教师：孟庆波摘要本文以中点钳位型三电平逆变器为模型，介绍了载波反向SPWM 、载波同向SPWM 和基于注入三次谐波SPWM 三种控制策略。
用MATLAB/Simulink 仿真软件对三电平逆变器SPWM 进行了仿真研究；并构建了三电平NPC 逆变器实验平台进行了实验研究。
仿真和实验结果证实了SPWM 方法的有效性。
关键词: 三电平逆变器、脉冲宽度调制、仿真Abstract: This paper introduces SPWM technology applied to three-level Neutral-point-clamped inverter, presents emphatically the thought and model. Pulse width modulation methods are frequently used in adjusting the output voltage of the three-level Neutral-point-clamped inverter. Several PWM methods are introduced. Simulation and experiment results show that the SPWM method is satisfied and effective.Key words : Three-level Inverter, Pulse width modulation , Simulation 1绪论三电平中点箝位（Neutral Point Clamped, NPC ）逆变器如图1，自从A.Nabale1980年在IAS 年会上提出以来[1]，由于解决了在中高压场合功率元件耐压低的问题，降低了开关过程中的dt dV ，改善了变换器的输出波形等优点，已经成为当今电力电子和电力传动技术的研究热点。
SPWM波控制单相逆变器双闭环PID调节器的Simulink建模与仿真
SPWM波控制单相逆变器双闭环PID调节器的Simulink建模与仿真随着电力行业的快速发展，逆变器的应用越来越广泛，逆变器的好坏会直接影响整个系统的逆变性能和带载能力。
逆变器的控制目标是提高逆变器输出电压的稳态和动态性能，稳态性能主要是指输出电压的稳态精度和提高带不平衡负载的能力;动态性能主要是指输出电压的THD(Total Hannonic Distortion)和负载突变时的动态响应水平。
在这些指标中对输出电压的THD 要求比较高，对于三相逆变器，一般要求阻性负载满载时THD 小于2%,非线性满载(整流性负载)的THD 小于5%.这些指标与逆变器的控制策略息息相关。
文中主要介绍如何建立电压双环SPWM 逆变器的数学模型，并采用电压有效值外环和电压瞬时值内环进行控制。
针对UPS 单模块10 kVA 单相电压型SPWM 逆变器进行建模仿真。
通过仿真，验证了控制思路的正确性以及存该控制策略下的逆变器所具有的鲁棒性强，动态响应快，THD 低等优点。
并以仿真为先导，将其思想移植到具体开发中，达到预期效果。
1 三电平逆变器单相控制模型的建立带LC 滤波器的单相逆变器的主电路结构如图1 所示。
图1 中L 为输出滤波电感，C 为滤波电容，T1,T2,T3,T4 分别是用来驱动IGBT 的三电平的SPWM 波，U0 为输出负载两端的电压。
在建立控制系统的仿真模型时，需要采集负载两端的电压与实际要求的电乐值做比较，然后通过调节器可以得到所需要调节的值。
在此仿真模型中，驱动波形采用的是三电平的SPWM 波形，具体的产生原理在这不做详细描述。
在Matlah 的Simlink 库中SPWM 波的产生如图2 所示，这里调制比设为0.8.图1 三电平逆变器单相主电路图2 四相SPWM 产生电路在B1,B2,B3,B4 端口用模拟示波器观察其波形，结果如图3 所示。
图3 四相SPWM 驱动波形2 双环控制的选取在逆变控制系统中，采用输出电压有效值反馈的方法进行控制，这种方法通过将输出电压有效值与实际所要求的电压有效值进行比较，误差信号与正弦信号相乘的结果作为SPWM 的调制信号。
单相三电平逆变器及控制研究
摘要摘要当今世界，电能越来越成为人们日常生活和工业生产中的重要能源，而其质量和指标在不同的情况下有不同的要求。
随着交流电机调速技术的逐渐成熟，高性能大容量的交流调速技术显得尤为重要。
三电平逆变器由于具有输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小、控制方法成熟简单等优点，在中高压调速领域得到了广泛的应用。
而正弦脉宽调制（SPWM）方法是三电平逆变器的核心技术之一。
本文介绍了单相三电平逆变器的结构和基本原理，及其SPWM控制法的原理，并以载波同向SPWM法对三电平逆变器进行控制。
本文基于MATLAB/SIMULINK对三电平逆变电路建立模型，并进行开环、闭环仿真，从而分析了逆变器输出电压的谐波含量、电压稳定度。
采用PI调节器设计对逆变器设计了双闭环控制，同时对负载能力进行研究。
关键词三电平逆变器正弦脉宽调制 MATLAB PI调节器错误！未找到引用源。
AbstractNowadays,electrical energy has play a more and more role in people's daily life and industrial production , and its quality and index in different circumstances have different requirements.Along with the induction motor technology mature gradually,high performance and capacity of AC control technology is particularly important.Because of the advantages,such as high output capacity, high output voltage, small current harmonic content, and the control method is mature and simple, so the three-level inverter in high voltage control field is in a wide range of applications.The sinusoidal pulse width modulation (SPWM) control method is one of the core technology of three-level inverter .This article describes the three-level inverter structure and basic principles, the PWM control method .With the method of carrier homonymous SPWM three-level inverter control.MTALBA/SIMULINK is used for the three-level inverter circuit model building, and the open loop, closed loop simulation in the paper.So as to analyze the harmonic content of inverter output voltage，and the voltage stability.The PI-controller is applied to design the dual-loop,and do the research of ability to load.Keywords：Three-level Inverter Sinusoidal错误！未找到引用源。
基于SPWM的Z源T型三电平逆变器中点平衡和升压控制
贾宇向 1，李润娟 1，刘
（1.河南广播电视大学 机电工程系，河南 郑州
涛2
450000；2.山东大学 电气工程学院，山东 济南
250061）
要：由于 Z 源三电平中点钳位（NPC）逆变器存在无源器件多的缺点，采用 Z 源 T 型三电平逆变器拓扑，该拓扑具有
摘
Z 源 NPC 逆变器相同的升压特性，但是开关器件数目较少，效率高。以电压源型 Z 源三电平 T 型逆变器为例，对同相电压偏
Abstract：The Z ⁃ source three ⁃ level neutral point clamped （NPC） inverter has the disadvantage of more passive compo⁃
nents. The topology of Z ⁃source T ⁃type three ⁃level inverter is adopted，which has the same boost characteristics with Z ⁃source
移（PD）和 反 相 电 压 偏 移（APOD）方 法 进 行 分 析 ，研 究 发 现 采 用 PD 的 方 法 可 以 减 少 开 关 次 数 ，降 低 开 关 损 耗 。 在 Matlab/
Simulink 下，建立 Z 源 T 型三电平逆变器 PD 模型，仿真结果表明，采用 PD 方法能够获得较好的波形质量，并针对 T 型三电平
件，在工作过程中还产生大量的开关损耗，降低系统效
断提升，提高电能质量、减少谐波污染、提高发电系统的
开 关 应 力 小 、电 磁 干 扰（Electro Magnetic Interference，
EMI）少等优点，已经在分布式电源及微电网领域得到
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。
FPGA 实现三电平逆变器的高性能数字化SPWM 控制
稳定性能好等诸多优点。本文将重点讨论 FPGA 芯片实现高压大功率三电平逆变器的高性能数字 化 SPWM 控制部分。
1 三电平逆变器结构及其不对称规则采样 SPWM 原理
电压源型多电平逆变器输出端可以得到更多 级的输出电压波形，直流电压由多个开关器件共 同承担，因此具有输出电压谐波含量少，系统输 出功率大等优点。三电平逆变器就是其中一种， 其拓扑结构的特点在很多文献 [2][3]中都有介绍。 图 1 为电压源型三电平逆变系统拓扑结构。与低 压小功率变换系统不同，在高压大功率场合，为 了保证各器件安全正常工作，提高系统可靠性， 逆变电路除了三电平逆变桥路以外，还增设了一 些额外电路，例如，在变换器上电时用来限制直 流电容两端过电流而配置的充电电阻 R1， R2 以及 配套的旁路开关；再如，为保证 IGCT 反并联二 极管正常恢复以及限制器件开通过程中电流上升 率而配置的 di/dt 抑制电路。各部件如图 1 所示。
SA1 _ OFF PWM _ TM SA1 _ ON SA3 _ ON (t 2 t 0) (1 / 2) PWM _ DT SA3 _ OFF PWM _ TM SA3 _ ON
图3
数字化 SPWM 功能框图
2.2 同步信号发生电路 不对称规则采样在三角波顶点和底点完成正 弦调制波的采样以及各种计算，三角载波的频率 确定以后（三角载波的频率与功率器件的开关频 率相等[5]） ，FPGA 程序将在三角波顶点和底点的 时刻产生一个同步信号， 如图 2 （b） 中所示， FPGA 内部所有的计算和查表功能均以该信号为基准。 在 FPGA 中三角波利用计数器产生，计数器按照 FPGA 的时钟信号进行累加，一旦数值达到半个 三角波周期时间所对应的数值， 则输出同步信号， 并且将三角波计数器清零。图 3 中所示的开关周 期 PWM_TM 即为根据 PWM 开关频率计算得到 的半个三角波周期的时钟数，计算公式如下：
基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法
基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法
随着能源需求日益增加，电池储能系统越来越成为了一种利用可再生能源的有效方法。
为了实现高效率的充放电控制，单Z
源三电平SVPWM逆变器可以成为一个理想方案。
在这种控制方法中，单Z源逆变器可以通过有效控制开关器
件的开关状态，实现电池充放电的控制。
这个控制方法采用了电压反馈的形式，通过测量电池终端的电压来调整逆变器输出的电压，以实现恰当的充放电控制。
具体来说，在充电模式中，电压反馈回路会监测电池终端的电压，并将误差信号送回控制器进行处理。
随后，控制器会对扰动观测器进行计算来估计系统当前状态，并对基于SVPWM
的逆变器进行调整以生成一定的充电电压。
在放电模式中，反馈回路会监测电池终端的电压，并将误差信号送回控制器进行处理。
随后，控制器会通过扰动观测器计算来估计系统的状态，并对基于SVPWM的逆变器进行调整，
以生成一定的放电电压。
总之，单Z源三电平SVPWM逆变器可以实现高效的电池充
放电控制，可以满足不同应用场景的需求。
通过逆变器的控制，我们可以改善能源的利用效率，提高电池储能系统的可靠性和性能。
SPWM控制单相三电平逆变器_a
（3）开关模态 3 [S3、S4 和 S6] 导通，vAB=+0 此时，逆变器处于续流状态，当 iLf>0 时，iLf 流经 D4、D3、Lf、RLd 和 S6，对应图 2(e)；当 iLf<0 时，iLf 流经 S3、S4、D6、Lf 和 RLd，对应图 2(f)。
D1
D2
RLS5
D5
B
Lf D3
S1
D1
S2
D7
D2
A
D8 S3
Lf D3
S4 D4
RLS5
D5
B
Cf
S6
D6
(j) vAB= −1/2; iLf<0
(k) vAB= −0; iLf>0
图 2 工作模态分析
(l) vAB= −0; iLf<0
Fig. 2 Analysis of the operation modes
（4）开关模态 4 [S3、S4 和 S5] 导通，vAB=−Vin 当 iLf>0 时，iLf 流经 D4、D3、Lf、RLd 和 D5，此 时输出端向 C1、C2 回馈能量，对应图 2(g)；当 iLf<0 时，iLf 流经 S5、RLd、Lf、S3 和 S4，此时由输入电源 向负载提供能量，对应图 2(h)。 （5）开关模态 5 [S2、S3 和 S5] 导通，vAB= −Vin/2 当 iLf>0 时，D7 导通，iLf 流经 D7、S2、Lf、RLd、D5、
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中国电机工程学报
第 25 卷
态的分析。
（1）开关模态 1 [S1、S2 和 S6] 导通，vAB=+Vin 当 iLf>0 时，iLf 流经 S1、S2、Lf、RLd 和 S6，此 时，由输入电源向负载提供能量，对应图 2(a)；当 iLf<0 时，iLf 流经 D6、RLd 、Lf、D2 和 D1，此时输 出端向 C1、C2 回馈能量，对应图 2(b)。 （2）开关模态 2 [S2、S3 和 S6] 导通，vAB =+Vin/2 当 iLf>0 时，箝位二极管 D7 导通，iLf 流经 C2、
单相全桥并网逆变器SPWM控制
单相全桥并网逆变器SPWM控制逆变器是把直流电转换成正弦波交流电的装置，不管是并网逆变器还是离网逆变器，不管是单相逆变器还是三相逆变器，不管是H4还是H6，SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation)是实现逆变的主要方式，当然三相逆变器也可以用SVPWM实现。
SPWM法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。
根据采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，即SPWM波形控制逆变电路中开关器件（IGBT或MOSFET）的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
基于可再生能源的分布式发电系统（renewable energy based distributed power generation，RE-DPGS），图1.1 给出了基于风能和太阳能组成的两种RE-DPGS典型网络拓扑结构。
由飞轮、蓄电池和超级电容组成的储能单元用来改善可再生能源发电的间歇性和随机性问题。
图1.1（a）基于直流母线的方式的RE-DPGS示意图，图1.1（b）基于交流母线的方式的RE-DPGS示意图，都有DC/AC逆变器环节（RE-DPGS通常称为并网逆变器）。
给大家分享一下单相全桥并网逆变器的两种产生方式，双极性SPWM产生方式，单极性倍频SPWM产生方式，文章摘自——LCL 型并网逆变器的控制技术_阮新波。
单极性与双极性PWM模式https:///view/18b45957561252d380eb6e9 e.html从程序方面谈谈本人对逆变器的理解/thread-287532-1-1.html三相逆变电源/forum.php?mod=viewthread&tid=292260&page=1#pid11 61651关于SPWM的单极性和双极性/bbs/889047.html纯正弦波逆变技术的讨论——单极性与双极性工作方式的讨论/bbs/711893.html单极性SPWM的两种控制方法与过零点输出特性/diangong/article/2009-7-30/11120-1.htm双极性模式下pwm逆变电路的计算机仿真https:///view/d1bfd3d7240c844769eaeed a.html?re=view看完本文有收获？请分享给更多人文章来源于收集整理于网络，如有侵权，请联系小编删除。
SPWM逆变器原理讲解
SPWM逆变器原理讲解SPWM（Sine Pulse Width Modulation）逆变器是一种常用的电力变换器，用于将直流电能转换为交流电能。
其工作原理主要基于脉宽调制技术和三相电桥逆变电路。
SPWM逆变器的基本原理是通过控制脉冲的宽度来控制逆变器输出的电压和频率，从而实现交流电能的变换。
具体来说，SPWM逆变器将输入的直流电压分别提供给三相桥臂（三相电流逆变器），并通过适当控制三个桥臂的开关器件（例如IGBT、MOSFET等）的导通与关闭状态，使其在每个占空比周期内按照一定的时间关系进行切换。
这样，在输出端可以获得一串脉冲波形，其平均电平与输入直流电压有关，而其脉宽与输入控制信号有关，从而实现了输出交流电的调节。
SPWM逆变器的输入源可以是直流电池、直流电源或太阳能等，通过控制开关器件的导通与关闭，以及控制脉冲的宽度和频率等参数，可以实现逆变器输出电压的调整。
因此，通过合理配置开关器件的状态，可以输出不同电压和频率的交流电。
SPWM逆变器的控制策略一般采用三角波比较器方法或者基于电流反馈的闭环控制方法。
其中，三角波比较器方法主要是通过将一个三角波形与一个参考信号进行比较，不断调整脉冲的宽度和频率，使逆变器的输出电压与参考信号尽量一致。
而闭环控制方法则通过将输出电流或电压与参考信号进行比较，利用反馈调整逆变器的控制信号，使输出电压或电流满足设定条件。
在具体实现SPWM逆变器时，需要注意的是开关器件的选择、电路的保护与过载处理、滤波电路的设计等。
开关器件需要具备快速开关和低损耗的特性，以实现高效率的能量转换。
而保护与过载处理则是为了保证逆变器和负载的安全运行，避免电流或电压的过大损坏电路元件。
滤波电路的设计是为了减小逆变器输出的脉冲波纹，使输出信号更趋近于纯正弦波。
总之，SPWM逆变器通过控制脉冲的宽度和频率，实现了将直流电能转换为交流电能的功能。
其基本原理是通过控制开关器件的导通与关闭状态，以及调整脉冲的宽度和频率，从而控制逆变器输出的电压和频率。
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显然，当负载发生变化时，即Ｄ（５）发生了变化， 其变化类似一扰动量，使输出电压产生了静态误差。 为了减小负载变化引起的静态误差，文【１０】、［１１】对 电压环进行了一些改进，它是在电流环的静入端加
入了一个负载电流正反馈信号也和给定电压信号１，， 的的微分支路。负载电流正反馈信号与电压环的输
出信号０以及给定电压信号的微分信号一起，作为 电流调节环的给定信号，这种补偿定义为：负载电 流前馈补偿。由它的控制框图，即图６可推出
（ｇ）ｙ”＝一１；吐，＞Ｏ
（ｈ）ｙ＂＝一ｌ；吐，（０
Ｄ５ Ｄ６
（ｉ）啪＝一１／２；ｆ驴０
Ｄ５ Ｄ６
（ｊ）ｙ∞＝一１，２；ｆ正，＜０
∞啪＝＿ｏ；吐户０ 图２工作模态分析
（１）ｖ柚＝如；ｆ班Ｏ
Ｆｉｇ·２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ０ｆ ｍｅ叩ｅｒａｎ叽ｍｏｄｅｓ
（４）开关模态４［Ｓ３、Ｓ４和Ｓ５］导通，—呦＝一‰ Ｃ１，此时由Ｃｌ向负载提供能８量，对应图２（ｉ）；当
图１复合式全桥三电平逆变器拓扑
Ｆｉｇ．１ Ｈｙｂｒｉｄ伽ｌ ｂｒｉｄｇｅ ｔｈｍｅ．１吖ｅｌ ｉｎｖｅｒｔ盯 ２模态分析
在分析各种模态之前，我们首先定义３种电平 和电感电流的方向，如图１所示，设母线电压为Ⅵ。，
两个桥臂间的电压为Ⅵ口。当ｖＡ曰输出为±Ⅵ。、±～２、
Ｏ时分别定义为ｌ、１／２、０电平。为分析方便，把０ 电平分为＋Ｏ和＿０两种，当ｖＡＢ＝０且在Ⅵ以和０电 平之间切换时定义为＋０电平；当ｖＡ口：０且在一Ⅵ以 和Ｏ电平之间切换时定义为＿０电平。同时定义，电 感电流由Ａ点流向Ｂ点为电感电流的正方向。根据 ¨口的６种输出状态和流过电感电流的方向，可得如 图２所示的１２个工作状态，根据开关管的导通情 况将其分为６种开关模态。以下为对这６种开关模
ＳＰｗＭ控制单相三电平逆变器
７５
从以上６种开关模态可得：Ａ、曰两点ＶＡＢ的输
Ａ
出电平和各开关管的开关导通情况如表１所示，由
表ｌ可得：ｓ２＝ｓ４；岛＝Ｓ；Ｓ＝ｓ６。
表１输出电压和开关管开关情况对应表
】１ａｂ．１ Ｏｕｔｐｕｔ ｖｏＩｔａｇｅ ａｎｄ ｓｔａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓ稍ｔｃｈｅｓ
占
３控制策略
向负载提供能量，对应图２（ｈ）。
此时逆变器处于续流状态，当ｆ驴０时，西流经
（５）开关模态５【Ｓ２、Ｓ３和Ｓ５］导通，岫＝一～２ Ｓ１、Ｓ２、琢％和Ｄ５，对应图２∞；当谚＜ｏ时，岈
当吐ｐ０时，Ｄ７导通，讶流经Ｄ７、Ｓ２、厶尺胁Ｄ５、 流经Ｄ２、Ｄ１、风ｄ、■和ｓ５，对应图２（ｉ）。
万方数据
第１期
王学华等：
图５传统闭环控制方框图
Ｄｉａｇ咖ｏｆ Ｆｉｇ．５
ｃｋｓｉｃ ｄｏ辩·ｌ∞ｐ ｓｙｓｔｅｍ
由图５可以推出
ｖｏ（引一
Ｋｐ（乃ｓ＋１）Ｇ（ｓ）
ｖ，０） 【ｓＣｒ＋Ｄ（ｊ）】乃Ｊ＋Ｋｐ（乃ｓ＋１）Ｇｌ（Ｊ）
式中Ｄ（ｓ）为负载的传递函数，通常ＪＤ（Ｊ）为阻性负载
或者感性负载，表达式如下：
…ｆ１／尺
阻性负载
Ｄ（一Ｊ）２１１１１／／（（止止＋＋ＲＲ））感感性性负负载载
％（引一
【Ｋ（乃Ｊ＋１）＋Ｊ２ｃ，乃】Ｇｉ（ｊ）
ｖ，（ｓ） Ｊ２Ｃ，五＋【１一Ｇｆ（ｓ）】Ｄ（ｓ）＋Ｋｐ（乃ｓ＋１）Ｇｆ（ｓ）
显然，当Ｇｆ（ｓ）＝１时，％（ｓ）＝１，，（ｓ），输出与 ＪＤ（Ｊ）无关。也就是说通过加入负载电流正反馈信号
万方数据
７６
中国电机工程学报
第２５卷
么和基准电压信号的微分支路，可以消除由于负载 引起的静态误差。
图６改进后的闭环控制方框图 Ｆｌｉｇ．６ Ｄｉａｇ鞠ｍ ｏｆ ｊｍｐｒｏｖｅｄ ｃＩ惦ｅ－ｌｏ叩ｓｙｓｔｅ】咀
４实验结果
为了验证该变换器的工作原理和前馈补偿网 络的效果，完成了～台１ｋｖＡ的原理样机，实验主 要数据如下：分压电容：４×１００叭Ｆ坦５０Ｖ，采取两 串两并的方法；输入直流电压：１８０Ｖ±１０％；输出
当谚加时，西流经Ｄ４、Ｄ３、卧地和Ｄ５，此 咏０时， Ｄ８导通，ｆＬ，流经ｓ５、％、夸ｓ３和Ｄ８ 时输出端向ｃ１、ｃ２回馈能量，对应图２（ｇ）；当冰０ 和ｃ１，此时，输出端向ｃｌ回馈能量，对应图２（＿ｊ）。
时，“流经ｓ５、屯、斗Ｓ３和ｓ４，此时由输入电源
（６）开关模态６［ｓ１、Ｓ２和ｓ５］导通，№＝＿０
万方数据
个三电平桥臂组成，该拓扑的优点是，每只开关管 的电压应力均是输入电压的一半，但该电路由于开 关管数目多，因此产生输出电平的开关状态也增 多，使控制变得复杂。
本文提出一种复合式单相全桥中点筘位三电 平逆变器电路，它是由１个三电平桥臂和１个两电 平桥臂组合而成的，比起两个桥臂都采用三电平而 言，其控制简单，容易实现，适合于中小功率场合 的单相逆变器。图１为该电路的拓扑结构。
第２５卷第１期 ２００５年１月
文章编号：０２５８—８０１３（２００５）０１—００７３．０４
中国电机工程学报
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｌｌｅ ＣＳＥＥ
中图分类号：ＴＭ４６４
文献标识码：Ａ
ｖｏＩ．２５№．１Ｊａｌｌ．２００５
＠２００５ Ｃｈｉｎ．Ｓｏｃ．ｆｏｒ Ｅ１ｅｃ．Ｅｎｇ
学科分类号：４７０·４０
关键词：逆变器：电力电子；三电平；ｓＰｗＭ；前馈
１ 引言
由于三电平逆变器可以减小输出电压的ＴＨＤ、 减小输出滤波器的尺寸以及降低开关管的电压应 力，所以在交流调速和ＵＰＳ中，越来越多的开始应 用三电平技术ｎ卅。文【８】提出了一种基于传统全桥 的改进型单相三电平逆变器，该电路是通过２个分 压电容将输入电压分为４个相等的电压，增加了１ 个开关管和２个整流二极管的辅助网络，通过控制 辅助开关管得到三电平的输出电压。该电路的缺点 是４只主开关管电压应力仍为输入电压。文【９】中提 出了一种单相中点箝位型三电平逆变器，它是由两
燃
解
ｉ
０
欧
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渤
、一 口
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瓣
≈
笾
ｋ
ｌ＼
，
ｖｇｉｃ ｃ蚰ｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ
的电流环、电压环均采用ＰＩ调节器。对于交流系统 而言，其输出电流存在静态误差，即当负载发生变 化时，输出电压反馈并不能完全跟踪上基准电压， 即输出电压反馈和基准电压会存在一定的误差，传 统双闭环控制的方框图如图５所示，设电流环的传 递函数为：Ｇｉ（Ｊ），基准电压为１，ｒ（Ｊ），输出电压为％（ｓ）， 为了分析方便，我们使用单位反馈电路来推导系统 的传递函数。
Ｓ ＰＷＭ控制单相三电平逆变器
王学华， 阮新波
（南京航空航天大学航空电源重点实验室，江苏省南京市２１００１６）
ＳＰＷＭ ＣｏＮＴＲｏＬ ＳＩＮＧＬＥ．ＰＨＡＳＥ ＴＨＲＥＥ．ＬＥＶＥＬ ＩＮＶＥＲＴＥＲ
ＷＡＮＧ Ｘｕｅ＿ｈｕａ， ＲＵＡＮ Ｘｉｎ＿ｂｏ
（Ｎ删ｉｎｇ ｕＩｌｉＶｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎ刎ｉｎｇ ２１００１６，Ｊｉａｌｌｇｓｕ ＰｒｏＶｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）
ＫＥＹ Ｗｏ砌粥：Ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃ砸ｃｓ；Ｉｎｖｅｎｅｒ；１１１日ｅｅ－Ｌｅｖｅｌ：ＳＰＷＭ；
Ｆｅｅｄ．ｆｏｒｗａｌ－ｄ
摘要：该文提出了一种单相中点箝位电压源型三电平逆变 器。可以减小输出滤波器的尺寸。同时，三电平桥臂开关管 的电压应力可以减小为输入电压的一半。文中详细分析了该 变换器的ｓＰｗＭ控制策略，并且介绍了一种负载电流前馈 电路。通过加入这种前馈电路，可以提高逆变器的输出电压 外特性。通过一台１ｋｖＡ的原理样机，验证了该变换器的优 点和负载电流前馈方法的有效性。
ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｆ曲ｄ—ｆｏｎⅣａｒｄ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｔｌｌｉｓ ｃｏＩｎｐｅｎｓａｔｏｒ）ｒ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｌｌｅ ｏｕ印ｕｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｍｅ ｉｎＶｅｒｔｅｒ ｉｓ ｉｍｐｍＶｅｄ．Ａ １ｋＶＡ ｐｍｔｏｔｙｐｅ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｔｏ Ｖ甜ｆｙ ｍｅ Ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｍｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎＶｅｒｔｅＬ
ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｆｂｅｄ·ｆｏｒｗａｒｄ ｌｏｏｐ
由表２看出，不加入前馈环节时，输出电压外 特性很软，加入前馈环节之后，输出电压的外特性 得到很大的改善，由图７可以看出：两桥臂之间电 压ｖ仙为三电平波形；三电平桥臂开关管ｓ３的电压 应力减小为两电平桥臂开关管Ｓ６电压应力的一半。
誊 誊 董
（ａ）阻性半载
５００岫帽
∥邺
（ｂ）阻性满载
窭≯虽警§＿【窖蔓警§『Ｉ凄≯０１婆墨
５００叫格
盯岫
５００斗ｓ，格
∥邮
（ｃ）感性满载
（ｄ）开关管电压应力
图７实验波形
５结论
Ｆｉｇ．７
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｗａｖｅｆＩ）皿岱
本文提出了一种复合式中点箝位全桥三电平 逆变器，采用ＳＰｗＭ控制，优点是：
（１）三电平桥臂的开关管的电压应力减小为 输入电压的一半；
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第２５卷
态的分析。
（１）开关模态ｌ［Ｓ１、Ｓ２和Ｓ６】导通，呦＝＋Ⅵ。 当诊Ｏ时，西流经Ｓｌ、Ｓ２、斗屯和Ｓ６，此
时，由输入电源向负载提供能量，对应图２（ａ）；当
冰０时，西流经Ｄ６、如、ｏ Ｄ２和Ｄ１，此时输
出端向Ｃ１、Ｃ２回馈能量，对应图２（ｂ）。
（２）开关模态２［Ｓ２、Ｓ３和Ｓ６】导通，‰＝＋Ｗ２
当赴ｐＯ时，箝位二极管Ｄ７导通，西流经ｃ２、
Ｄ７、Ｓ２、Ｌｒ、ＲＬｄ和Ｓ６，此时由Ｃ２向负载提供能量， 对应图２（ｃ）；当吐在０时，Ｄ８导通，西流经Ｄ６、尺胁
厶Ｓ３、Ｄ８和Ｃ２，此时输出端向ｃ２回馈能量，对
应图２（ｄ）。
（３）开关模态３［ｓ３、ｓ４和ｓ６］导通，ｖＡ口＝＋ｏ
此时，逆变器处于续流状态，当胗０时，西
管：两电平桥臂：ＩＲＦＰ４６０；三电平桥臂：贼６４； 交流电压：１１５Ｖ／４００Ｈｚ；开关频率：１８ｋＨｚ；开关