串联H桥多电平变换器平衡特性研究

近年来,串联H桥多电平变换器在高压大功率应用场合越来越受到重视,然而这种拓扑结构随着控制策略的不同,存有系统工作不平衡问题。如在梯形波调制方式中,就会有各个H桥单元直流电源功率不平衡;而在选择谐波消去脉冲宽度调制SHEPWM(SelectedHarmonicEliminatePulseWidthModulation)方法中,则有各个H桥单元功率开关管开关次数不相等和导通负荷不一致等问题,因此在梯形波调制策略中,利用串联H桥合成输出电平开关状态冗余的特点,给出了一种在一个输出周期内就可以实现各桥直流电源功率平衡的方法,便于减小中间直流电压波动和直流电容体积,而针对传统的SHEPWM方法存在各个H桥单元功率开关管开关次数不相等和导通负荷不一致问题,给出了一种变载波频率的SHEPWM方法使得各H桥开关管开关次数相等,这样各串联H桥功率开关管就可以得到充分利用以及各H桥直流电源充放电次数相等。最后,通过频谱分析,验证了这些方法的可行性。

串联H桥多电平逆变器特定谐波控制组合法

针对串联H桥多电平逆变器输出阶梯电压波形中存在低频谐波的问题,提出了一种特定谐波控制组合法。该方法以梯形波调制为基础,利用等面积法原理和谐波注入组合法,通过简单的三角公式递推计算获得实现特定谐波消除的开关导通角,并对开关导通角进行优化,从而实现谐波抑制。以三相九电平串联H桥逆变器为例,进行了仿真和实验,结果验证了该方法的可行性和有效性。