有源中点钳位型三电平逆变器开关器件损耗均衡调制方法

罗 龙， 李耀华， 李子欣， 赵 聪， 张 航

(1. 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 中国科学院电工研究所， 北京 100190；2. 中国科学院大学， 北京 100049)

1 引言

三电平有源中点钳位型(Three-Level Active Neutral-Point-Clamped，3L-ANPC)电压源逆变器自2001年被提出[1]，用于克服传统三电平逆变器损耗不均衡的问题。但是，其实现损耗均衡的控制方法，一般要求在线计算开关器件温度进行直接控制，或者实时采集开关器件温度进行反馈控制，实现过程比较复杂[2,3]。

国内外的很多文献都提出了不同的3L-ANPC逆变器内外层开关器件损耗均衡控制方法[4-16]。关于损耗均衡方法，大体可以分为2类：即基于固定零电平状态选择的开环控制方法和基于动态零电平状态选择的结温反馈式闭环控制方法。基于固定零电平状态选择的开环控制方法通过周期性的轮换选择不同的零电平状态，使得逆变器输出零电平时的电流尽可能均衡地流过内外层开关器件，达到内外层开关器件损耗均衡的目的。文献[4]针对逆变器的内外层开关器件，采用不同的调制波，实现对变流器不同零电平状态的主动选择，可以达到开关器件损耗均衡的目的，但是这种方法会导致逆变器在输出零电平和正负电平状态的时候同时动作外管和内管，这对开关器件一致性要求较高，并且不同开关器件使用不同的调制波也增加了系统的复杂度。相比于文献[4]，文献[5]提出在半个工频周期内，逆变器通过切换不同零电平输出状态来实现损耗均衡，这可以进一步简化系统控制，但逆变器输出的零电平状态频繁地切换会增加系统总体损耗。……