NPC三電平逆變器PWM時(shí)降低損耗的研究
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時(shí)間：2013-02-16
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在模式1下，所參與開(kāi)關(guān)動(dòng)作的器件為VS1，VDc1。不妨假定在第j個(gè)采樣周期內(nèi)電流保持不變，則可計(jì)算出在第j個(gè)采樣周期內(nèi)VS1和VDc1
的開(kāi)關(guān)損耗分別為：
在模式1中，其余器件不參與開(kāi)關(guān)動(dòng)作，因此不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗。采用同樣方法可計(jì)算出其他模式下的開(kāi)關(guān)損耗，因此在一個(gè)采樣周期內(nèi)，逆變器某一器件所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗為：
采用SPWM時(shí)，對(duì)各管通態(tài)損耗進(jìn)行測(cè)試。產(chǎn)生的總開(kāi)關(guān)損耗功率為6．2 kW，占輸出有功功率的0．577％。VS1的開(kāi)關(guān)損耗最大，箝位二極管產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗次之，VS2產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗最小。逆變器的開(kāi)關(guān)損耗將會(huì)在cosφ=-1，m=0．785時(shí)達(dá)到最大，其值為15．63 kW。
5 降低開(kāi)關(guān)損耗的PWM方法
SLMPWM算法能夠在很大范圍內(nèi)將等效開(kāi)關(guān)頻率降低約1／3。當(dāng)逆變器運(yùn)行時(shí)，若三相電流中絕對(duì)值最大的那一相無(wú)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，則能有效地降低開(kāi)關(guān)損耗。a相電流表達(dá)式為ia=Imcos(ωt-φ)，考慮到三相電流的對(duì)稱(chēng)性，當(dāng)ωt-φ∈[-π／6，π／6]時(shí)，a相電流達(dá)到正的最大。這時(shí)須將a相輸出維持在一個(gè)電平上，可以是Udc，0，-Udc中任意一個(gè)。當(dāng)a相輸出維持在電平βUdc(β=-1，0，1)時(shí)，三相調(diào)制信號(hào)輸出為：
這種調(diào)制仍然滿(mǎn)足Ua’-Ub’=Ua-Ub，Ub’-Uc’=Ub-Uc，Uc’-Ua’=Uc-Ua，不會(huì)改變調(diào)制時(shí)的線電壓關(guān)系。β值的確定須滿(mǎn)足-Udc≤ Ub’，Uc’≤Udc，若β=1和β=0都滿(mǎn)足約束條件時(shí)，取β=0，若β=-1和β=0都滿(mǎn)足約束條件時(shí)，同樣取β=0，這樣可降低輸出波形中的諧波含量。若β=0，β=±1均不能滿(mǎn)足該約束條件時(shí)，取Ua’=Ua，Ub’=Ub，Uc’=Uc。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/175893.htm
SLMPWM策略不但可以有效地降低開(kāi)關(guān)損耗，并且較之傳統(tǒng)的SPWM，將電壓利用率提高到SVPWM的水平m=0．907(φ30°)。圖3a，b分別給出了在相同條件下，單周期器件的開(kāi)關(guān)損耗與開(kāi)關(guān)損耗隨m和φ變化的曲面，當(dāng)Udc=3 kV，m=0．745，Im=300 A，cosφ=0．9，載波比為36時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗為3．47 kW?？梢?jiàn)，在很大程度上，SLMPWM算法能夠?qū)㈤_(kāi)關(guān)頻率降低一半以上，這是因?yàn)樵撍惴ú粌H將一個(gè)輸出周期內(nèi)的有效開(kāi)關(guān)頻率降低了1／3，并且該算法總是保證電流絕對(duì)值最大那一相無(wú)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。當(dāng)m=0．785，Im=300 A，cosφ=0．866時(shí)，此時(shí)總開(kāi)關(guān)損耗為4．67 kW，SLMPWM算法能夠非常有效地降低開(kāi)關(guān)損耗。
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