T型三电平逆变器虚拟空间矢量算法研究

魏曙光，吴庆祥，魏 巍，李敏裕

（1.陆军装甲兵学院，北京 100072；2.解放军63966部队，北京 100072；3.解放军63963部队，北京 100072）

0 引言

T型三电平逆变器存在中点电压不平衡的问题，中点电压不平衡会导致逆变器输出谐波增大、开关管承受电压应力增大以及母线电容寿命降低等问题［1］。为解决中点电压不平衡的问题，文献［2］提出一种中点电位滞环控制方法，该方法不依赖于具体的PWM调制方式，只通过对已生成的PWM信号进行重新组合实现中点电压调制，但较难应用于SVPWM调制算法。文献［3］提出一种中点电压精确调节的简化算法，该方法通过定量计算用于调节中点电压的冗余矢量的分配因子，理论上能够使得每个采样周期内流过中点的电流为零，即中点电压不波动，但实际应用中器件之间的参数差异、采样值的误差以及逆变器负载波动时，该方法会导致中点电压波动无法及时得到调整。文献［4］提出了一种基于模糊控制的中点电压平衡策略，该方法能够较为灵活地根据中点电压偏差及偏差率改变冗余矢量作用时间达到实时控制中点电压的目的，但是在调制度较高或者功率因数较低时，由于冗余矢量作用时间有限，无法有效地对中点电压进行控制。本文提出采用虚拟空间矢量算法对中点电压进行调节，该方法能够在全范围内实现中点电压完全控制。

1 虚拟空间矢量控制算法原理

1.1 T型三电平逆变器结构

如图1为T型三电平逆变器的结构图，逆变器每相桥臂都可以输出+Udc/2、0、-Udc/2三种电压（相对于中点O），与传统的NPC三电平逆变器相比，T型三电平逆变器所需器件数量更少、损耗分布更均匀［5］。……