基于VMV的三電平逆變器中點電位平衡控制研究

陳 淼，蘇朝葵，彭 新，歐陽暉

應用研究

基于VMV的三電平逆變器中點電位平衡控制研究

陳 淼1，蘇朝葵2，彭 新1，歐陽暉1

（1. 武漢第二船舶設計研究所，武漢 430064；2. 中廣核工程有限公司核電安全監控技術與裝備國家重點實驗室，深圳 518172）

本文從空間矢量和中點電流影響的角度分析了二極管箝位型三電平逆變器中點電位不平衡的原因，比較研究了兩種中點電位平衡控制方法，并提出了一種基于虛擬中矢量的中點電位平衡控制方法,仿真和實驗結果均證明這種方法的有效性。

三電平逆變器 空間矢量調制 中點電位控制 虛擬中矢量

0 引言

二極管箝位型三電平逆變器通過直流側的串聯的兩個電容把母線電壓均分成三個電平。因為箝位二極管的存在，使橋臂中點能輸出三個電平，每個器件只承受一半的直流母線電壓。這種拓撲具有輸出電壓諧波含量少，器件承受電壓低等優點[1]。在高壓大容量場合取得了越來越廣泛的應用[2, 3]。

中點電位不平衡問題是二極管箝位型三電平逆變器的缺點。當中點電位不平衡時，會導致逆變器輸出電壓畸變產生低次諧波，開關器件承受電壓過高，損壞開關器件，直流電容電壓波動縮短電容使用壽命[4]。近年來學者提出多種中點平衡控制的方法。文獻[5]通過在調制波中加入零序分量來實現中點平衡的控制。基于空間矢量調制的中點平衡策略主要滯環控制和平衡因子控制。矢量取舍法根據三相電流的方向和中點電壓的正負來調節小矢量的相對作用時間，使中點電壓恢復平衡。……