三电平与两电平逆变器谐波特性的比较

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器三相两电平逆变器与三相三电平逆变器，这两个名词听起来就像是一群调皮捣蛋的孩子，一个是两个调皮捣蛋，一个是三个调皮捣蛋。

那么，这俩孩子到底有什么区别呢？别着急，让我这个知识渊博的老司机来给你科普一下。

我们来说说三相两电平逆变器。

这个名字有点复杂，但其实它就是一种电力变换设备，将直流电转换成交流电。

它的“两电平”指的是它的输出电压有两个电平，分别是正半周和负半周。

这种逆变器的特点是输出波形比较稳定，对电器设备的保护性能较好。

但是，它的功率因数较低，不能直接驱动大功率的负载，需要再加上一个电子滤波器或者机械开关进行补偿。

接下来，我们来说说三相三电平逆变器。

这个名字听起来就很霸气，它的“三电平”指的是它的输出电压有三个电平，分别是正半周、负半周和零电平(即斩波电流)。

这种逆变器的特点是输出波形更加接近于正弦波，功率因数较高，可以直接驱动大功率的负载。

而且，它的效率更高，损耗更小。

但是，由于它的输出电压有零电平，所以在控制上有一定的难度。

那么，这两个孩子到底哪个更优秀呢？其实，这个问题没有绝对的答案，因为它们各有优缺点，适用于不同的场合。

如果你的需求是输出波形稳定、对电器设备保护性能好，那么三相两电平逆变器是个不错的选择；如果你的需求是输出波形接近正弦波、可以直接驱动大功率负载、效率高，那么三相三电平逆变器就是你的菜。

我们在选择逆变器的时候，还要考虑其他因素，比如价格、可靠性、维护成本等。

就像我们在购物时，不仅要看价格，还要看品质、售后服务等因素一样。

所以，老司机在这里给大家提个醒：在选择逆变器的时候，一定要综合考虑各种因素，才能买到性价比最高的那一款。

我想说的是，虽然三相两电平逆变器和三相三电平逆变器都是电力变换设备，但它们就像我们的生活中的各种角色一样，各有各的特点和用途。

我们要学会尊重它们，了解它们，才能更好地利用它们为我们的生活带来便利。

好了，今天的科普就到这里了。

三电平逆变器变频调速系统的研究随着电力电子技术和微处理器技术的不断发展，三电平逆变器变频调速系统在工业领域中的应用越来越广泛。

这种调速系统具有高效率、高可靠性、节能等优点，因此受到许多行业的青睐。

本文将对三电平逆变器变频调速系统进行深入研究，旨在为其在工业控制领域中的更好应用提供理论支持和实践指导。

三电平逆变器变频调速技术是一种基于电力电子器件逆变器的高效调速方法。

其基本原理是通过改变逆变器的开关状态，控制交流电机的转速，从而实现电机的调速。

三电平逆变器相较于传统的两电平逆变器，具有更高的电压利用率、更低的谐波畸变和更好的电磁兼容性等优点。

因此，三电平逆变器变频调速系统在工业领域具有广泛的应用前景。

建立三电平逆变器变频调速系统的数学模型，包括三电平逆变器模型和交流电机模型。

通过MATLAB/Simulink进行系统仿真，探究不同参数对系统性能的影响。

结果表明，随着电机转速的增加，三电平逆变器的开关频率也相应增加，系统效率得到提高；同时，适当的调制策略能够有效降低谐波畸变和电磁干扰。

基于异步电动机和矢量控制的三电平逆变器变频调速控制策略，通过将异步电动机的定子电流分解为转矩分量和磁通分量，并分别对其进行控制，从而实现电机的精确调速。

对该控制策略进行仿真分析，结果表明该策略具有较高的控制精度和响应速度，并且在不同负载和电机参数下均表现出良好的鲁棒性。

为验证所提出控制策略的有效性和优越性，搭建了三电平逆变器变频调速实验平台，并对不同参数设置下的调速效果进行了比较。

实验结果表明，采用基于异步电动机和矢量控制的三电平逆变器变频调速控制策略的实验系统，具有更高的调速精度、更快的响应速度和更好的鲁棒性。

对比传统的两电平逆变器变频调速系统，三电平逆变器变频调速系统在效率和性能上均表现出显著优势。

通过对三电平逆变器变频调速系统的深入研究，本文成功建立了一套完整的数学模型，提出了一种基于异步电动机和矢量控制的三电平逆变器变频调速控制策略，并通过实验验证了其有效性和优越性。

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器嘿，伙计们！今天我们来聊聊三相两电平逆变器和三相三电平逆变器，这两个家伙在咱们家里可是个大人物哦！它们可是负责把直流电转换成交流电的“中转站”，让我们家里的电器都能正常工作呢！咱们来看看三相两电平逆变器。

这个家伙有点儿“低调”，它只支持三相电中的两个相位，也就是说，它只能提供一个正电压和一个负电压。

这就像是咱们家里的老式电视，只有一个频道，虽然画面质量不错，但是功能有限啊！不过，这个家伙的特点是稳定性好，寿命长，所以在一些对稳定性要求较高的场合，比如医院、机场等，还是会用到它的。

而三相三电平逆变器则是个“高调”的角色。

它支持三相电中的三个相位，可以提供一个正电压、一个负电压和一个零电压。

这就像是咱们家里的新式电视，有各种各样的频道，画质也更好，功能更强大！而且，这个家伙的效率更高，损耗更小，所以在一些对效率要求较高的场合，比如工业自动化、风力发电等，都是首选的逆变器。

那么，为什么会出现三相两电平逆变器和三相三电平逆变器这两种“不同凡响”的家伙呢？这还得从电力系统的演变说起。

在过去，咱们家里的电力系统大多采用的是单相交流电，也就是只有一个正电压和一个负电压。

随着科技的发展，人们开始尝试使用三相交流电，这样一来，就可以实现对电力的高效利用，减少能源浪费。

要把三相交流电转换成家用电源，还需要一个“中转站”，也就是逆变器。

在这个过程中，人们发现，如果只使用两个相位的逆变器，虽然可以实现转换，但是效率不高，损耗较大。

于是，人们开始研究如何提高逆变器的效率，最终发明了三相三电平逆变器。

这并不是说三相两电平逆变器就没有用了。

在某些特定场合，比如对稳定性要求较高、效率要求较低的地方，三相两电平逆变器依然是一个不错的选择。

而且，随着科技的进步，说不定未来还会有更多新型的逆变器出现呢！无论是三相两电平逆变器还是三相三电平逆变器，它们都是咱们家里用电的大功臣。

只要我们根据自己的需求，选择合适的逆变器，就能让家里的电器正常工作，享受到科技带来的便利和舒适。

【三电平逆变器和两电平逆变器输出线电压波形深度分析】一、引言三电平逆变器和两电平逆变器是现代电力系统中常见的电力电子设备，在电力调制和控制方面有着重要的应用。

本文将深入探讨三电平逆变器和两电平逆变器的输出线电压波形特点，从电压波形理论、功率电子器件原理、调制技术和控制策略等方面展开分析，旨在帮助读者全面理解这两种逆变器的工作原理和优劣势，以及在实际工程中的应用。

二、三电平逆变器和两电平逆变器的工作原理1. 两电平逆变器输出线电压波形在两电平逆变器中，输出线电压波形为方波波形，其特点是波纹较多，谐波含量较高，对输出负载和电网产生不利影响。

其输出电压幅值较大，谐波含量高，容易引起线路和负载损耗增加，不利于提高系统的功率因数和电网质量。

2. 三电平逆变器输出线电压波形而在三电平逆变器中，输出线电压波形为多电平波形，其特点是具有更低的谐波含量和较小的波动，使得输出线电压更接近正弦波形。

相比于两电平逆变器，三电平逆变器具有更高的输出品质，可以显著降低谐波含量，减小输出电压的波动，有效降低系统损耗，提高系统的工作效率和稳定性。

三、电压波形的深度评估1. 电压波形的理论意义从理论上讲，输出线电压波形的质量直接影响着逆变器系统的功率质量、谐波污染和电磁兼容性。

良好的输出线电压波形能够降低系统损耗，减小谐波产生，改善系统的功率因数，提高逆变器系统的工作效率和电网质量。

2. 电力电子器件的原理在输出线电压波形形成过程中，电力电子器件的开关特性和导通能力对波形质量起着至关重要的作用。

在两电平逆变器中，电力电子器件的开关频率高、导通压降大，容易产生较多的谐波成分；而在三电平逆变器中，多电平输出的工作模式可以有效减小电力电子器件的开关损耗，提高其工作效率。

3. 调制技术和控制策略输出线电压波形的质量还与逆变器的调制技术和控制策略密切相关。

在调制技术方面，两电平逆变器多采用较为简单的PWM调制方式，难以减小谐波含量；而三电平逆变器则通过多种调制方式和控制策略，实现多电平输出，可以有效降低谐波成分，优化输出线电压波形。

三电平逆变器基本介绍三电平逆变器的工作原理是通过多种电路拓扑结构实现的，其中最常见的拓扑结构是H桥拓扑结构和三电平拓扑结构。

H桥拓扑结构由4个开关器件组成，分别连接在两个交流电压源的极性上。

通过开关器件的开关动作来实现电压的反向和变化，从而产生不同级别的输出电压。

三电平拓扑结构由7个开关器件组成，分别连接在直流电压源和负载之间，通过不同的开关状态来实现三个不同的电平输出。

1.降低谐波：传统的两电平逆变器会产生较高的谐波，而三电平逆变器能够产生更低的谐波。

这是因为三电平逆变器可以通过改变开关状态来实现多个输出电平，从而减小谐波的产生。

2.提高效率：由于三电平逆变器的电压输出更为平稳，能够更好地满足负载的需求，进而提高系统的效率。

同时，通过优化开关控制策略和电路设计，可以减小功率损耗，进一步提高效率。

3.降低电压失真：传统的两电平逆变器输出的电压波形通常是方波，存在较高的电压失真。

而三电平逆变器的输出电压波形更加接近正弦波，能够显著降低电压失真，并提高电路的输出质量。

4.提高可靠性：相对于传统的两电平逆变器，三电平逆变器电压应力更低，电流更平稳，因此具有更高的可靠性。

此外，三电平逆变器还具备更高的故障容忍能力，即使单个开关有故障，仍能保持正常工作。

目前，三电平逆变器已经广泛应用于电机驱动、电力输配电网、电网电压调节和无线电通信等领域，其高效、低谐波、低失真的特点能够有效提升电力系统的运行效率和质量。

随着科技的不断发展，三电平逆变器的性能和应用领域将进一步拓展，为电力系统的改进和发展做出更大的贡献。

三相两电平逆变器死区效应谐波分析及其补偿方法研究摘要：随着社会的发展，我国的科学技术的发展也越来越迅速。

电压源换流器在高压直流输电及新能源并网中起着至关重要的作用。

为研究基于脉冲宽度调制技术（pulsewidthmodulation，PWM）三相逆变器受死区影响的谐波特性。

为降低死区效应对电压谐波的影响，目前国内外学者已提出多种死区补偿方法。

死区对三电平PWM的3D几何墙模型的影响，基于双重傅里叶级数给出了死区时间影响下的输出电压谐波表达式，但未能分析死区补偿的设计方法。

因此，建立更为简洁的电压谐波模型以分析死区影响下的谐波特性，揭示死区效应引发谐波失真的机理，能为死区设计和补偿提供理论依据。

此外，建立更为精确的受死区影响的谐波模型能够为滤波元件的设计提供理论指导。

关键词：三相两电平逆变器；死区效应；谐波分析；补偿方法研究引言传统的两电平电压型逆变器，通常采用正弦电压脉宽调制（SPWM）和电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）两种调制方式产生PWM电压，采用SPWM调制方式时输出线电压最大仅能达到直流母线电压的0．707倍，采用SVPWM线性调制时输出线电压最大可以达到与直流母线电压电压相同的值，但是这两种调制方法都没有充分利用逆变器输出电压的能力，其与逆变器六阶梯波工作状态时输出的基波电压还有一定差距，逆变器六阶梯波工作状态时输出的基波电压可以达到直流母线电压的1．103倍。

为了获得更大的输出电压，需要对逆变器采用过调制方法。

进入过调制区域后，逆变器输出电压将会产生畸变，谐波含量有所增加，这对电磁转矩的稳定性影响很大，采用合适的过调制方法尤为重要。

本文采用将过调制区域分为1、2两区的方法，对SVPWM调制区域划分的基本思想、过调制区域调制方法的原理与实现方法进行详细的分析与说明。

1电压空间矢量过调制区域在线性调制区，参考电压矢量终点被限制在六边形内切圆区域内，显然无法将逆变器输出电压的能力最大化。

两电平逆变器和三电平逆变器大家好，今天咱们来聊一聊电力系统中的两个“硬核”存在——两电平逆变器和三电平逆变器。

听起来可能有点复杂，对吧？别担心，咱们就像在茶馆里喝着茶，慢慢聊，不急不躁。

先说说这两者的“前世今生”，让你能更清楚地知道它们到底是干啥的。

咱们从两电平逆变器开始。

你可以想象，它就像是一个开关，开了电流通过，关了电流就停了。

简单、粗暴。

它把直流电变成交流电，这样电力就能送到家里、厂里，甚至是电动汽车上。

这两电平的意思，就是它有两个状态，一个是0，一个是1。

你可以理解为开和关，电流要么是完全传输，要么就完全没有。

这种方式比较直观，效率也还不错，所以在一些场合下挺好用。

比如咱们常见的家用太阳能逆变器，很多就用的这种两电平设计。

它能把太阳能板收集到的直流电，转化成咱们可以用的交流电，让咱们的家里可以亮堂堂的。

但是，话说回来，这种两电平的方式也有缺点。

就是在切换的时候，电流的波动比较大，容易产生电磁干扰。

你可以把这想象成一辆车，在高速公路上突然刹车，车子的反应可能不太好，甚至会产生一些震动和噪音。

这就是为什么有些高端应用，比如说风力发电、大型工业设备里，通常用的不是两电平，而是三电平逆变器。

这三电平逆变器就厉害了，简直是两电平的“大哥”。

它不仅仅有“开”和“关”这两个状态，还有一个“中间档”。

你可以想象成是汽车的三挡，不仅可以加速，也能平稳驾驶。

在三电平逆变器中，电流的切换会更平稳一些，电磁干扰也小，整个系统更加稳定。

这样一来，电力转换效率更高，适用于那些对电力质量要求特别高的场合。

比如大功率的电力系统，或者一些需要精密控制的设备。

说到这里，可能你会觉得，两电平和三电平的差别，听起来就像是“低配”和“高配”版的区别。

其实不完全是。

两电平逆变器虽然简单，但成本低，应用广泛，操作起来也不复杂。

很多时候，简单的东西反而更好用，尤其是在一些要求不那么苛刻的场合。

比如你家里装的那套光伏系统，可能就是个典型的两电平逆变器，能满足日常需求，又便宜实惠。

两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班组员：杨洋20121550曾绍桓20121543徐刚堂20121544代思瑶20121565黄异彩20121569赵杰20121571两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平Pwm 整流器主电路如图2一1所示,网侧漏感L 二起传递和储存能量,抑制高次谐波的作用;支撑电容Cd 起抑制高次谐波,减少直流电压纹波的作用;电感LZ 和电容CZ 形成串联谐振电路,用于滤除电网的2次谐波分量。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路 两电平PWM 整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S -）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为:ab tiN i d d U R L U N N N N ++= 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

二电平和三电平逆变器svpwm调制方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分应该对二电平和三电平逆变器svpwm调制方法进行简要介绍，说明其在逆变器领域中的重要性和应用。

可以按照以下方式编写该部分的内容：概述逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，广泛应用于电力电子领域。

在逆变器的调制方法中，svpwm是一种常用且有效的调制技术。

根据逆变器的拓扑结构的不同，svpwm调制方法可以分为二电平和三电平两种。

二电平逆变器svpwm调制方法通过对逆变器开关管的控制，使输出波形接近正弦波，并最大化功率输出。

其调制原理是将高频三角波与标准正弦波进行比较，通过控制开关管的导通时间实现输出波形的控制。

二电平逆变器svpwm调制方法具有简单、可靠的特点，在许多应用中得到广泛使用。

相比之下，三电平逆变器svpwm调制方法引入了一个额外的中点电压，可以提供更高的输出电压质量。

其调制原理是将标准正弦波与两个输出电压等级的三角波进行比较，通过控制开关管的导通时间和电平，实现输出波形的更精确控制。

三电平逆变器svpwm调制方法适用于高功率应用和对输出电压质量要求较高的场景。

本文将重点探讨二电平和三电平逆变器svpwm调制方法的调制原理和实现方式，比较其优缺点，并对其应用前景进行展望。

二电平和三电平逆变器svpwm调制方法的研究对提高逆变器效率、降低谐波失真以及满足不同应用需求具有重要意义。

1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的结构进行概括和简要说明。

可以按照以下方式编写:本文主要围绕着二电平逆变器SVPWM调制方法和三电平逆变器SVPWM调制方法展开讨论。

文章结构如下：第一部分为引言，包括概述、文章结构和目的。

在概述中，将会介绍逆变器的作用和重要性，以及SVPWM调制方法在逆变器中的应用背景。

文章结构将会简要列举本文的章节和主要内容。

目的部分将明确本文旨在比较二电平和三电平逆变器SVPWM调制方法的优劣以及探讨其应用前景。

第1期2013年1月电源学报Journal of Power SupplyNo.1Jan.2013两级三电平与两级两电平光伏变流器效率分析与比较孙敦虎，刘进军，刘增(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：对应用于光伏发电领域的两级两电平和两级三电平变流器的效率进行了分析计算并给出了相应的比较结果。

首先分析了两种电路拓扑结构的工作过程以及损耗来源。

在相同的设计要求下，分别对两电平以及三电平两种电路拓扑结构进行参数设计、器件选型。

并在所选器件和所设计参数的基础上，计算出有损器件的损耗。

同时，为了使损耗比较更有说服力，对于两电平和三电平两种拓扑结构，尽最大可能选择恰巧满足设计要求且为同一工艺甚至同一系列的功率器件。

通过详尽的损耗计算和比较，结果说明，在相同工况下，三电平变流器的损耗要低于两电平变流器，并且随着开关频率的增高，效率优势越明显。

关键词：光伏变流器；三电平；两电平；效率分析；损耗中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：2095-2805（2013）01-0020-06收稿日期：2011-09-30基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目（2009CDZ19705）。

引言光伏变流器是光伏发电装置的重要组成部分，常用的光伏变流器的拓扑结构，按电平数分主要有两电平和三电平两种。

较之于传统的两电平变流器，三电平变流器随着电平数的增加，输出谐波分量大为减少，波形质量更好。

同时，三电平变流器由于电压变化率和电流变化率的减小使得电磁干扰问题大大减轻。

三电平结构开关管的耐压值仅仅为两电平开关管的一半，从而使得器件的价格和损耗都有较大程度上的降低。

并且，三电平变流器的等效开关频率为两电平变流器的两倍，从而有效地降低了电感电容元件的体积，进而降低了装置的体积和成本。

本文的研究对象，是应用于低功率光伏发电领域的两级式非隔离变流器结构。

作为一种常用的拓扑形式，其在光伏变流器尤其是并网型光伏变流器领域中有着广泛的应用。

两电平与三电平比较两电平(三相三线/三相四线) 三电平(多T/I型，少双电H型) 拓扑结构输出电压波形特点结构简单、成本低、技术成熟输出电压谐波含量(THD)低、开关频率低、连接电抗小顾客关心1、功率因数：两者都能实现相同效果；2、成本：两电平有优势；三电平除正负电平外，比两电平多了一个0电平，即更低开关频率(更小电抗)即能输出谐波含量相同的波形，但为此节省的散热器和连接电抗成本不足以弥补三电平多出的IGBT和二极管成本。

3、稳定性：两电平技术成熟；顾客不关心1、机器内部到底是何构造(两电平还是三电平)；2、常规两电平输出电压谐波含量(THD)≤5%，常规三电平输出电压谐波含量(THD)≤3%，国标规定≤5%即可，且我们之前样机均≤3%；3、开关频率大小；4、体积上可能稍有关心；未来趋势成本更低—两电平波形更完美(谐波更低)—三电平户外柱上式无功补偿装置(SVG)适用于户外柱上变压器低压0.4kV侧电压系统，是采用模块式结构设计的动态无功补偿装置。

下图为SVG动态无功补偿装置基本工作原理示意图。

产品原理电压支撑原理：SVG对补偿点电压进行采样，将电压信息传递给内部处理器FPGA，以判断补偿点电压是否超过设定值，当电压超过电压上限(Umax)时，SVG输出感性电流，降低电压；当电压低于调压下限时(Umin)，SVG输出容性电流，提升电压。

最终使各相电压稳定在正常范围内。

无功补偿原理：SVG通过外部电流互感器实时检测系统或者负载电流，利用瞬时无功算法计算当前的功率因数，当系统功率因数低于设定的功率因数目标值时，快速计算出待补偿的无功电流，生成IGBT的PWM控制信号，使装置发出容性或感性的无功电流注入系统，实现动态无功补偿的目的，保证系统功率因数始终不低于设置值。

三相不平衡补偿原理：SVG通过外部CT检测系统电流，并将系统电流信息发送给内部控制器作分析处理，以判断系统是否处于不平衡状态，同时计算出达到平衡状态时各相所需要转换的电流值，然后将信号发给内部IGBT并驱动其工作，将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相，最后达到三相平衡状态；产品用途1、提高功率因数，降低电网损耗，提高使用效率；2、稳定电网电压，避免电网电压出现降低、波动和闪变；3、降低变压器温升和噪音，延长变压器使用寿命；4、变压器过载能力提高，提升有效使用容量；5、改善电压畸变，排除零线过热导致的安全隐患(火灾或者设备短路)；6、治理电网三相不平衡；7、提高设备稳定性，保证用电正常；产品特点1、功能多样化：自动无功补偿功能、电能质量监测功能、配变工况监测功能和考核计量功能；2、可显示0-25次谐波电流含量；3、完成的自诊断功能：能够实时检测系统故障和设备故障，如过压、过流、温度、缺相等，并可实时记录故障发生的时间，故障排除后设备可自行启动，减少了用户的巡视量工作同时方便故障的诊断和查询；4、产品集成度高，装置导线、接点和线路损耗大量减少，降低了箱体内部的温升，大大提高了运行的稳定性；5、完美的管理功能：实现了对配电变压器的各种数据的实时监控和管理，满足了无功补偿的综合管理要求；6、可通过GPRS/以太网通信方式实现遥测和遥调；性能优势∙模块式设计；∙有源补偿技术；∙双向补偿系统无功；∙动态连续无级补偿；∙改善功率因数；∙动态响应时间<5ms；∙自动限流，不过载；∙多重控制模式；∙防护等级IP54；∙可以补偿负荷三相不平衡；∙具备25次以下谐波补偿功能；∙低噪音设计；∙FPGA+DSP数字处理；∙体积小、重量轻；∙无投切涌流。

两种IGCT 三电平变频产品功率部分的比较楚子林,徐道恒,赵相宾,许希,伍丰林(天津电气传动设计研究所,天津300180)摘要:目前在中压兆瓦级变频应用中IGCT 器件比GT O 和H VI GBT 有更多的综合优势。

在兆瓦级变频应用领域,基于I GCT 器件的中压变频器产品已经越来越多地得到应用。

两家国际知名电气公司ABB 和SI EM EN S 都生产基于中点钳位三电平拓扑的中压变频系列产品。

简单介绍了两家公司的电压型中压变频器产品,并试图通过对这两家公司的两种典型产品功率部分的简单比较,来说明两家公司相关产品功率部分的若干技术特点。

关键词:IG CT 器件;中点钳位;三电平结构;水冷散热器;电压型变频器中图分类号:T P21 文献标识码:APower Stage Comparison of Two IGCT 3Level NPC InverterCH U Zi O lin,XU Dao O heng,ZH AO Xiang O bin,XU Xi,WU Feng O lin(T ianj in D esig n &Res ear ch I nstitute of Electric D r ive,T ianj in 300180,China)Abstract:T he state of the art of hig h pow er sw itching device in medium vo ltag e mega watt applicatio n is the I nteg rate G ate Co mmutat ed T hy risto r,IG CT ,w hich has mo re adv antag es o ver the G T O and H V IG BT.M or e and mor e meg a w att medium voltag e conver ter pr oducts based on IG CT a re bing used.T w o famous com -panies,A BB and SIEM ENS,hav e their o wn product ser ies based on I GCT in 3level N PC topolog ies.T hispaper first briefly int roduced the v oltage so ur ce medium voltage co nv erter product s of the tw o companies and then tr y to explain the specialty v ia t he co mpa rison of t he po wer stag e of tw o typical conver ter by the t wo com -panies.Key words:IGCT ;neutr al point clam ped;3level topolog y;water co ol heat sink;v oltage source conver ter作者简介:楚子林(1963-),男,高工,Email:chu zilin@1 引言集成门极换向晶闸管IGCT 器件自问世以来以其导通压降小、无需过压吸收回路、控制简单可靠、开关速度快等诸多比GTO 器件更为先进的性能指标,正在逐步取代GT O,成为当前中压兆瓦级电压型变频器的首选功率器件。

《动车组传动与控制》参考答案作业三(5章)一、名词解释：1.电流型牵引变流器：交-直-交流传动系统中，牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。

根据中间直流环节滤波元件的不同，牵引变流器可分为电压型和电流型两种。

电流型牵引变流器直流中间环节的储能器采用电感，相当于恒流源，向逆变器输出的是恒定的直流电流。

2.电压型牵引变流器：交-直-交流传动系统中，牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。

根据中间直流环节滤波元件的不同，牵引变流器可分为电压型和电流型两种。

电压型变流器直流中间环节的储能器采用电容器，向逆变器输出的是恒定的直流电压，相当于电压源。

3.两电平式逆变器：逆变器将直流转换为交流。

两电平式逆变器，把直流中间环节的正极电位或负极电位接到电动机上，即逆变器的输出相电压为两种电平。

4.三电平式逆变器：逆变器将直流转换为交流。

三电平式逆变器，除了把直流中间环节的正极或负极电位送到电动机上去以外，还可以把直流中间环节的中点电位送到电动机上去，即输出相电压为三种电平。

二、简答题：1.简述牵引变流器的类型及特点。

答：牵引变流器是交流传动系统的核心部件，交-直-交流传动系统中，牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。

牵引变流器根据中间直流环节滤波元件的不同，可分为电压型和电流型两种。

电压型变流器直流中间环节的储能器采用电容器，向逆变器输出的是恒定的直流电压，相当于电压源；电流型变流器直流中间环节的储能器采用电感，相当于恒流源，向逆变器输出的是恒定的直流电流。

现代轨道列车交流传动领域大多都采用电压型变流器。

根据逆变器输出交流侧相电压的可能取值情况，将电压型逆变器分为两电平式和三电平式。

两电平式逆变器，可以把直流中间环节的正极电位或负极电位接到电动机上去；三电平式逆变器，除了把直流中间环节的正极或负极电位送到电动机上去以外，还可以把直流中间环节的中点电位送到电动机上去，含有较少的谐波，其输出波形得到了改善，但需要更多的器件。

两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班徐刚堂代思瑶两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平Pwm 整流器主电路如图2一1所示,网侧漏感L 二起传递和储存能量,抑制高次谐波的作用;支撑电容Cd 起抑制高次谐波,减少直流电压纹波的作用;电感LZ 和电容CZ 形成串联谐振电路,用于滤除电网的2次谐波分量。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路 两电平PWM 整流器等效电路 由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S ）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为: 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

三相两电平逆变器与三相三电平逆变器嘿，伙计们！今天我们来聊聊三相两电平逆变器和三相三电平逆变器，这两个家伙在咱们家里可是大有来头啊！它们都是用来把直流电转换成交流电的，但是它们之间还是有很大区别的。

别着急，让我慢慢给你们道来。

咱们来说说三相两电平逆变器。

这个家伙有点儿“低调”，它只有两个电平，分别是高压和低压。

虽然它没有那么高大上，但是它的性能还是挺不错的。

它的输出电压和频率可以调节，而且还支持多种保护功能，比如过压、欠压、过流等等。

所以，如果你家里的电器对电压和频率的要求不是很高，那么三相两电平逆变器就足够了。

它的价格也相对便宜一些，是个性价比很高的选择。

接下来，我们来看看三相三电平逆变器。

这个家伙可是个“大咖”，它有三个电平，分别是U、V、W。

这意味着它的输出电压和频率可以更精细地调节，而且还支持更多的保护功能。

比如，它可以实现真正的正弦波输出，这样你家里的电器就不会受到电网波动的影响了。

它还可以支持并机运行，也就是说你可以同时使用多个逆变器为家里的电器供电。

这对于那些对电力质量要求较高的家庭来说，是一个非常实用的功能。

由于它的性能更好，所以价格也相对较高。

那么，咱们家里到底该选哪个逆变器呢？这就要看你的需求了。

如果你家里的电器对电压和频率的要求不高，那么三相两电平逆变器就足够了。

而如果你家里的电器对电力质量要求较高，或者你需要同时为很多电器供电，那么三相三电平逆变器就是个更好的选择。

三相两电平逆变器和三相三电平逆变器各有优缺点，咱们要根据自己的需求来选择合适的逆变器。

不过，无论你选择哪个逆变器，都要记得买正规厂家的产品，这样才能保证安全可靠哦！好了，今天的“逆变器讲座”就到这里啦！希望对你们有所帮助。

下次再见啦！。

三电平逆变器和两电平逆变器输出线电压波形【序言】在电力转换领域，逆变器是一种常见的设备，它将直流电转换为交流电。

逆变器输出的电压波形对于电力质量和设备的可靠性至关重要。

本文将重点讨论两种常见的逆变器类型：三电平逆变器和两电平逆变器，以及它们的输出线电压波形。

我们将从简单到复杂、由浅入深地探讨这个主题，帮助读者更全面地理解。

【正文】1. 什么是逆变器？逆变器是一种电力电子设备，用于将直流电能转换为交流电能。

它的主要作用是将太阳能电池板或电池组的直流输出转换为家庭、企业或工业用途所需的交流电。

逆变器能够实现频率和电压的变换，以便满足不同设备的要求。

2. 导论：逆变器输出线电压波形的重要性逆变器的输出线电压波形对于电力质量和设备的可靠性至关重要。

如果波形失真严重，可能会损害运行在该电路上的设备，并影响设备的寿命。

在设计逆变器时，输出线电压波形的质量是一个重要的考虑因素。

3. 两电平逆变器的输出线电压波形两电平逆变器是一种简单且常见的逆变器类型。

它的输出线电压波形是一个矩形波，即上升沿和下降沿近似垂直，平顶部分的持续时间较长。

这种波形可能会存在较大的谐波含量，导致电力质量下降，同时也可能对设备造成损害。

4. 三电平逆变器的输出线电压波形三电平逆变器是一种先进的逆变器类型，它的输出线电压波形相对较好。

与两电平逆变器不同，三电平逆变器的输出线电压波形是更加平滑的，近似三角波。

这种波形可以有效减少谐波含量，提高电力质量，并降低对设备的潜在损害。

5. 两电平逆变器和三电平逆变器的对比从输出线电压波形的角度来看，两电平逆变器和三电平逆变器存在明显差异。

两电平逆变器的波形不够平滑，可能引入较多的谐波，对电力质量和设备的可靠性产生不利影响。

而三电平逆变器则具有更平滑的波形，能够显著减少谐波的含量，提高电力质量。

6. 个人观点和理解在我看来，三电平逆变器相对于两电平逆变器具有一定的优势。

通过采用更平滑的输出线电压波形，三电平逆变器可以提高电力质量，减少谐波含量，从而提高设备的可靠性。

两电平和三电平脉冲整流器的比较两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班徐刚堂代思瑶两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平Pwm 整流器主电路如图2一1所示,网侧漏感L 二起传递和储存能量,抑制高次谐波的作用;支撑电容Cd 起抑制高次谐波,减少直流电压纹波的作用;电感LZ 和电容CZ 形成串联谐振电路,用于滤除电网的2次谐波分量。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路两电平PWM 整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S ）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为: 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

三电平与两电平逆变器谐波特性的⽐较三电平与两电平逆变器谐波特性的⽐较引⾔三电平逆变器⾃1981年nabae提出后[1]，在近⼏年得到了⼴泛的应⽤。

因为相对于传统的两电平逆变器⽽⾔，它具有如下2个突出的优点[2]:(1) 每个桥臂上开关元件的电压应⼒为直流侧输⼊电压的⼀半，这样⽆需动态均压电路就可以将低耐压的器件应⽤于⾼压⼤功率场合。

(2) 在相同的载波频率下，三电平逆变器线电压的谐波成份较两电平逆变器要⼩得多，且由于开关频率也成倍减⼩，有效地减⼩了开关损耗。

本⽂采⽤双重傅⽴叶级数的⽅法分析了这两种逆变器的谐波特性，并分别给出仿真结果进⾏⽐较，证明三电平逆变器的这两个优点。

2 三电平逆变器的谐波分析图1为⼆极管箝位型三相三电平逆变器主电路拓扑结构，图2是a相的波形图。

图1 三电平逆变器主电路图2 三电平逆变器波形图其中，载波幅值为1，⾓频率为ωs;调制波幅值为ma，也即逆变器的调制系数，⾓频率为ω0。

载波和调制波可以写成如下形式(1)(2)uar=masinω0t (3)调制波和载波的交点即为开关的动作时间，在交点上，有up=uar(调制波的0~π区间)和un=uar(调制波的π~2π区间)，如图3所⽰。

图3 调制波和载波的相位关系(4)(5)所以(6)将⽤双重傅⽴叶级数表⽰[3](7)式中(8)线电压uab是相电压ua0和ub0的⽮量差，即(9)(10)将线电压uab的系数aknak分解成各频率分量可得(1) 直流分量(k=0,n=0)a00=0，所以a00a0=0，uab不含直流分量。

(2) 基波分量(k=1,n=0)，，所以uab的基波(11)(3) 基波频率的整数倍分量(k＞1,n=0)ak0=0，所以ak0ak=0，uab不含基波频率的整数倍分量。

(4) 载波频率的整数倍分量(k=0,n≥1)因为a0=0，所以a0na0=0，uab不含载波频率的整数倍分量。

(5) 调制波和载波频率的和频与差频分量(k≠0,n≥1)(12)(13)(14)从(14)式可看出，当k为偶数或3的倍数时，aknak=0。

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