一种新颖的三电平中点电压平衡控制策略

龚博，程善美，秦忆

（华中科技大学 控制科学与工程系，湖北 武汉 430074）

1 引言

滤波电容，所以中点电压不平衡是三电平逆变器必须要解决的问题［1-5］。文献［6］中提出了采用SVPWM调制方法的中点电压平衡控制方案，该方案主要是通过重新分配小矢量的作用时间来平衡中点电压，但是采用SVPWM方法算法复杂，运算量大。文献［7］提出了一种通过加入零序分与传统的两电平逆变器相比，二极管钳位式（neutral-point-clamping，NPC）三电平逆变器具有对开关器件耐压等级要求低、等效开关频率高、输出波形谐波小的优点，因此在中高压大功率变换电路中得到广泛的应用。但是中点电压平衡问题是其固有的突出问题。中点电压的不平衡将会提高输出电压的谐波，而且还会损坏开关器件和量来维持三电平中点电压平衡的控制策略，该策略不需要功率因数角，但是零序分量的计算需要三相参考电压，输出电流，直流母线电容电压以及电容值，大量的参数使零序分量的计算变得复杂，同时也增加了成本。本文提出了一种基于载波变幅的SPWM中点电压平衡控制方案，只需采样中点电压，通过改变上下载波的幅值，来实现中点电压的平衡，因此该方法具有算法简单，实现容易的优点。仿真结果表明，该方法具有良好的中点电压平衡能力。

2 三电平SPWM控制方案

三电平逆变器拓扑结构如图1所示。每相输出有P，O，N3种状态。以A相为例，当Sa1，Sa2开通，Sa3，Sa4关断时，UAO＝Udc／2，用状态 P 表示；当Sa2，Sa3开通，Sa1，Sa4关断时，UAO＝0，用状态O 表示；当Sa3，Sa4开通，Sa1，Sa2关断时，UAO＝－Udc／2，用状态 N 表示。……