多電平變換器拓撲及控制技術的發(fā)展綜述

多電平變換器拓撲及控制技術的開展綜述精選ppt主要內容：

1?，F(xiàn)有多電平變換器拓撲和控制方法的簡單概述2。APEC’2002-2003中提出的新拓撲和新控制方法3。我們在多電平拓撲和控制方面所作的工作精選ppt1.1多電平變換器拓撲的簡單概述

圖1單相二級管箝位型五電平變換器主電路結構特點：可控制無功功率流，但是傳遞有功功率時，存在直流分壓電容電壓不平衡問題。

back-to-back連接外加電壓調節(jié)控制器通過改進拓撲結構通過改進調制方法精選ppt圖2改進的二極管箝位型五電平變換器電路拓撲圖3二極管箝位/飛跨電容型混合五電平變換器拓撲精選ppt圖4單相飛跨電容型五電平變換器主電路結構

特點：大量的開關組合冗余，可用于電壓平衡控制；〔一般采用相移PWM調制〕在純無功負載情況下，電容電壓不能平衡，因此不能用于無功補償?shù)葓龊?。精選ppt圖5單相級聯(lián)型七電平變換器主電路結構特點：無需箝位二極管和箝位電容，在三種電路結構中，對于相同電平數(shù)，所需器件最少，易于封裝；需多個獨立直流電壓源。該結構適用于各種可再生能源，如，燃料電池，光伏電池等。圖6混合級聯(lián)型多電平變換器拓撲精選ppt通用的多電平變換器拓撲圖7通用五電平單臂電路精選ppt1.2多電平變換器控制方法的簡單概述(a)消諧波PWM方法〔SHPWM〕(b)開關頻率優(yōu)化PWM方法〔SFOPWM〕(c)載波帶頻率變化的PWM方法(d)相移載波PWM方法1.2.1基于載波的多電平PWM控制方法圖7基于載波的多電平PWM控制方法精選ppt1.2.2多電平逆變器空間矢量PWM控制方法圖8三電平逆變器空間電壓矢量圖多電平SVPWM法和兩電平SVPWM法一樣，是一種建立在空間矢量合成概念上的PWM法，它的最大優(yōu)點在于概念清晰，反映了SPWM的本質，電壓利用率高，易于數(shù)字實現(xiàn)等，缺乏之處在于當電平數(shù)超過5時，算法過于復雜。精選ppt2.APEC’2002-2003中提出的新拓撲和控制方法在近兩年APEC中研究比較多的拓撲和控制方法：拓撲：二極管箝位型和級聯(lián)型控制方法：空間矢量PWM精選ppt四電平Marx逆變器〔APEC’2003〕四電平Marx逆變器Marx單元半橋單元〔M級〕圖9四電平Marx逆變器精選ppt一種應用于有源整流或無功補償?shù)男碌幕旌隙嚯娖阶儞Q器拓撲：(APEC’2002)

精選ppt圖10混合多電平變換器原理圖精選ppt新的控制方法一種通用的空間矢量PWM控制算法：解決了空間矢量計算的復雜性，并且該法可以應用于任意電平的H-橋級聯(lián)型多電平拓撲。〔APEC’2003〕

用于級聯(lián)型多電平變換器的錯時采樣的空間矢量調制方法，大大減小了諧波分量?！睞PEC’2003〕減少電流紋波的空間矢量混合PWM技術?！布壜?lián)型〕〔APEC’2003〕

減少共模電壓的滯流調節(jié)策略。使用三個獨立的多電平滯流調節(jié)器來產生三套互補的門極信號?！睞PEC’2003〕

精選ppt3.我們在多電平拓撲和控制方面所作的工作3.1提出了基于根本單元串－并〔并－串〕思想生成多電平變換器拓撲的新方法由該方法不僅可以得到已有的三類根本多電平變換器拓撲，而且可以推導得到一系列新的拓撲結構，從而將多電平變換器拓撲結構的研究統(tǒng)一在根本構成單元的范疇之內，為多電平變換器拓撲結構的研究提供了一個新的指導原那么?！瞐〕多電平變換器的根本單元〔b〕根本單元的串聯(lián)〔c〕根本單元的并聯(lián)圖11根本單元的概念精選ppt3.2改進的級聯(lián)型多電平變換器拓撲圖122－H/3-H級聯(lián)型多電平變換器拓撲表1幾種多電平拓撲單臂電路輸出15電平時所需元件數(shù)的比較精選ppt(a)3-H單元的輸出波形(b)3-H單元的輸出波形(c)相電壓輸出波形圖13改進級聯(lián)型拓撲的仿真波形精選ppt圖14改進級聯(lián)型拓撲的實驗結果〔b〕Vdc1=3vdc2〔c〕Vdc1=4vdc2

〔a〕Vdc1=2vdc2〔d)Vdc1=6vdc2

精選ppt3.3提出一種具有冗余功能的多電平變換器拓撲圖16具有冗余功能的五電平變換器單臂電路圖15通用五電平單臂電路思想：拓撲存在著多種開關狀態(tài)組合，當器件發(fā)生斷路故障時，改變開關狀態(tài)組合，使發(fā)生故障的器件處于關斷狀態(tài)；當器件發(fā)生短路故障時，改變開關狀態(tài)組合，使發(fā)生故障的器件處于導通狀態(tài)。精選ppt圖18器件故障時的實驗結果圖17消諧波調制方法(a)sp1斷路故障時輸出電壓(b)sp2短路故障時輸出電壓精選ppt3.4提出基于控制自由度組合的載波PWM控制方法載波的自由度：對于載波而言，至少有頻率、幅值、相位、水平方向的偏移量和豎直方向的偏移量等多個可調節(jié)控制的參數(shù)調制波的自由度對于調制波而言，至少有頻率、幅值和相位，疊加零序分量等多個自由度自由度之間的組合如果把載波自由度和調制波的自由度按照一定的原那么進行相互組合，以系統(tǒng)的性能指標優(yōu)化為目標，將產生一些具有實際意義的新型多電平逆變器PWM控制方法，這種控制自由度組合的思想為多電平變換器高性能的實現(xiàn)提供了可能精選ppt二極管箝位式多電平變換器

新穎載波PWM控制方法〔a〕載波交疊式PWM方法原理圖〔b〕載波交疊－開關頻率優(yōu)化PWM方法原理圖圖19二極管箝位式多電平變換器新穎載波PWM控制方法精選ppt二極管箝位式多電平變換器

新穎載波PWM控制方法的優(yōu)點多電平逆變器的載波交疊式PWM方法在調制度小于0.85的范圍內，其諧波特性要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的消諧波PWM方法；在高調制度范圍內其諧波特性和傳統(tǒng)的消諧波PWM方法根本相同載波交疊－開關頻率優(yōu)化PWM方法除具有載波交疊式PWM方法的優(yōu)點外，還增加了直流電壓的利用率，使調制度到達1.15，該方法適合高電壓調制度的三相功率變換場合精選ppt二極管箝位式多電平變換器

載波PWM控制方法之間的比較精選ppt圖20新穎調制方法下的實驗結果〔a〕三電平逆變器COPWM方法調制度為0.8的相電壓波形和線電壓波形的實驗結果〔b〕三電平逆變器COSFOPWM方法調制度為0.8的相電壓波形和線電壓波形的實驗結果

我們對飛跨電容型拓撲也得到了基于控制自由度組合額的載波PWM調制方法。精選ppt結論與展望1.對多電平變換器拓撲的系統(tǒng)化研究。2.多電平變換器最優(yōu)拓