三电平变频器中点电位平衡算法研究

目前能源日益短缺,环境污染日益严重,节能减排技术正成为的研究越来越受重视的技术,其中高压大功率多电平变频器日益成为研究热点。因为多电平技术器件耐压要求较低、等效的开关频率比较高、不需要动态均压电路、并且设备的输出波形好,因此在电力系统、交通运输、石油化工、矿石采掘等方面得到了广泛的应用。 但在NPC型多电平变频器的应用过程中,也出现了许多需要解决的问题,其中中点电位不平衡问题就是比较突出的问题之一。中点电位不平衡将带来输出电压波形畸变、开关器件承受的电压不均衡、电容的寿命降低、可能导致M电平退化为三电平或两电平等危害,因此必须解决。本文将以应用最为广泛的NPC三电平变频器为研究对象,对NPC型三电平变频器固有的中点电位不平衡问题进行分析研究,并采用一种软件控制策略对中点电位进行控制,其算法也可以推广到任意多电平结构。 论文分析了(NPC)三电平变频器中点电位不平衡的机理及危害。通过优化三电平SVPWM控制算法,利用正负小矢量对中点电位的不同影响,采用了一种通过控制正负小矢量作用时间控制中点电位平衡的算法。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对该中点电位平衡算法进行了仿真,并在实验室条件下搭建了NPC三电平变频器实验电路,采用TMS3202812 DSP数字处理器实现了控制算法。仿真分析和实际实验都验证了所采用的控制方法的有效性,取得了较好的抑制中点电位偏移的效果。