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三电平npc逆变器硬件设计

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三电平npc逆变器硬件设计

三电平NPC逆变器是一种高性能的逆变器拓扑结构，它在电力电子领域得到了广泛的应用。下面是三电平NPC逆变器的硬件设计方案：

1. 选择功率器件：根据设计需求选择合适的功率器件，通常使用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）作为开关管，整流器使用快恢复二极管（FRED）。

2. 控制电路设计：三电平NPC逆变器需要精确的电流和电压控制，因此需要设计控制电路来实现这些功能。可以使用微控制器或DSP芯片来实现控制算法，同时需要采用传感器来获取电流和电压信息。

3. 电源电压设计：三电平NPC逆变器通常使用直流输入电压，因此需要设计适当的电源电压。可以使用整流器将交流电转换为直流电，然后通过滤波器进行滤波。

4. 电路保护设计：在设计过程中，需要考虑逆变器的电路保护，以保证逆变器在故障情况下的安全运行。常见的保护措施包括过压保护、过流保护、短路保护等。

5. PCB设计：将上述所有电路元件和电路连接在一起，设计PCB板以实现电路的布线和连接。需要注意布线的合理性和有关信号的屏蔽，以减少干扰和噪声。

6. 散热设计：由于三电平NPC逆变器在工作过程中会产生大量的热量，因此需要进行散热设计来保持逆变器的工作温度在可接受范围内。可以使用散热片、散热器等散热设备来提高散热效果。

总之，三电平NPC逆变器的硬件设计需要综合考虑功率器件、控制电路、电源电压、保护措施、PCB设计和散热设计等多个方面。需要根据具体的设计需求和要求进行设计。

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基于DSP与CPLD的三电平NPC逆变器载波调制方法研究

基于DSP与CPLD的三电平NPC逆变器载波调制方法研究

第９卷第５期　２００６年５月　奄涤徽　石阖　

ＰＯＷＥＲ　ＳＵＰＰＩ　Ｙ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ　ＡＮＤ　ＡＰＰＩ　ＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ｖｏ１．９　Ｎｏ．５　Ｍａｖ　２００６　

基于ＤＳＰ与ＣＰＬＤ的三电平ＮＰＣ　

逆变器载波调制方法研究　

李　骏，　

（浙江大学电气工程学院．　赵慧杰　

浙江杭州，　３１００２７）　

摘要：介绍了三电平中点箝位型（ＮＰＣ）逆变器的特点与控制策略，给出了基于ＤＳＰ与ＣＰＬＤ数　

字控制平台的三电平中点箝位型逆变器的系统设计方案．重点分析了ＳＰＷＭ控制原理，并通过实　

验验证了ＳＰＷＭ调制方法的特点　、　

关键词：三电平逆变器：数字控制：载波调制　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃａｒｒｉｅｒ－ｂａｓｅｄ　ＰＷＭ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　

Ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ　ＮＰＣ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　ａｎｄ　ＣＰＬＤ　

ＬＩ　Ｊｕｎ，　ＺＨＡ０　Ｈｕｉ－ｊｉｅ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３　１００２７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｔｉ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ　Ｎｅｕｔｒａｌ－Ｐｏｉｎｔ－Ｃｌａｍｐｅｄ（ＮＰＣ）ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　

Ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌ　ｉｎｖｅｒｌｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　ａｎｄ　ＣＰＬＤ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＳＰＷＭ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　

ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＳＰＷＭ　ｆ０ｒ　ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ　ｉｌｌ￣，　ｅｒｌｅｒ　ａｒｅ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．　

三电平光伏并网逆变器的设计和仿真

三电平光伏并网逆变器的设计和仿真

三电平光伏并网逆变器共模电压SVPWM抑制策略研究

发布:2011-09-07 | 作者: | 来源: mahuaxiao | 查看:436次 | 用户关注：

摘要：本文提出了一种优化空间矢量脉宽调制方法来抑制光伏并网逆变器中产生的共模电压。在分析共模电压产生机理的基础上，对通常SVPWM调制技术进行改进,调整了有效矢量的选择范围,并对开关次序进行优化。该空间矢量合成算法克服了SPWM调制存在的母线电压利用率低，线性调制区小的问题。仿真结果表明，该算法可以将共模电压幅值抑制到普通SVPWM算法的1/2，具有良好的有效性和实用性。1引言目前,多电平变流器以其突出的优点在高压大

摘要：本文提出了一种优化空间矢量脉宽调制方法来抑制光伏并网逆变器中产生的共模电压。在分析共模电压产生机理的基础上，对通常SVPWM调制技术进行改进, 调整了有效矢量的选择范围, 并对开关次序进行优化。该空间矢量合成算法克服了SPWM调制存在的母线电压利用率低，线性调制区小的问题。仿真结果表明，该算法可以将共模电压幅值抑制到普通SVPWM算法的1/2，具有良好的有效性和实用性。

1 引言

目前, 多电平变流器以其突出的优点在高压大功率变流器中得到了日益广泛的应用,它不仅能减少输出波形的谐波，也易于进行模块化设计[1, 2]。二极管中点箝位式(NPC)三电平拓扑结构即是高压大功率变频器的主流拓扑结构之一[3] 。然而在三电平变流器的应用中, 也出现了一些问题，特别是共模电压问题。目前，变频器共模电压的抑制方法主要有两种：一是外加无源滤波器等，或有源滤波器[4-6]，这类方法会导致体积和成本显著增加，且不易应用于高压大容量场合；二是通过控制策略从源头减小共模电压，文献[7]、[8]提出一种SPWM消除共模电压的调制方法。该方式是通过异相调制来消除开关共模电压,但是存在直流电压利用率低、线性调制区过小的问题。

针对SPWM调制的电压利用率低、不利于运用于各种调制比工况下的缺点，本文从三电平逆变器共模电压形成机理出发，提出了一种基于优化电压空间矢量(SVPWM)方法, 可有效抑制三电平逆变器输出共模电压。并通过Matlab/Simulink软件对该方法进行了仿真验证, 结果表明效果良好。

三电平逆变器硬件电路及其仿真结果的研究

三电平逆变器硬件电路及其仿真结果的研究

２００８年ｇｌ０期　

中图分类号：　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２５５２（２００８）１０—００７２—０４　

三电平逆变器硬件电路及其仿真结果的研究　

刘亚东　，李桂丹　，高　亮。　

（１．黑龙江省电子信息产品监督检验院，哈尔滨１５０００１；　２．哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，哈尔滨１５００４０；３．哈尔滨第二电业局，哈尔滨１５００７６）　

摘要：主要介绍了一种三电平逆变器的硬件电路设计，用ＭＡＴＬＡＢ对设计其进行了仿真并得　出仿真结果同时也给出了在硬件平台上的实验结果，最终证明逆变器可以被广泛应用于大功率　

场合。　关键词：三电平逆变器；逆变器；硬件电路　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｈａｒｄｗａｒｅ　

ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　

ｕｕ　Ｙａ　ｄｏｎｇ１。ＬＩ　Ｇｕｉ—ｄａｎ　，ＧＡＯ　Ｌｉａｎ￣　

（１．ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｆｉ￣Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ａｎｄＩｎｓｐｅｃ￣ｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ　１５０００１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００４０，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｈａｒｂｉｎ，Ｈａｒｂｉｎ　１５１３０７６，ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　３一ｐｈａｓｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　Ｗａｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　４死ＡＢ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｌｅ　ｇｏｔｔｅｄ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｎ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｆｌａｔ　

基于双调制波的三电平NPC逆变器控制策略

基于双调制波的三电平NPC逆变器控制策略

２０１５年１１月　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ＮＯＶ．２０１５　

基于双调制波的三电平ＮＰＣ逆变器控制策略　

叶满园．胡　雄　（华东交通大学，电气与电子学院，江西南昌　３３００１３）　

摘要：中点箝位型（ＮＰＣ）三电平逆变器在实际使用过程中，其中点电压不平衡问题一直存在。首先分析了直流　侧电容电压不平衡原因实际是由于“Ｏ”状态充放电不平衡造成，针对传统载波调制受负载功率因数限制的不　足，提出一种双调制波载波脉宽调制（ＤＭＷＰＷＭ）策略，该策略通过注入电压补偿量以调整“Ｏ”状态的占空比．　来达到能在负载任意功率因数范围内实现直流侧电容电压平衡的目的。为减小开关损耗。电压补偿量只叠加　在双调制波均不为零的情况下。最后通过仿真和实验验证，证明了该策略分析方法的正确性和有效性。　关键词：逆变器；双调制波；中点箝位型；中点电压平衡　中图分类号：ＴＭ４６４　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—１００Ｘ（２０１５）１１－００１２—０２　

Ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ　ＮＰＣ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｗａｖｅ　

ＹＥ　Ｍａｎ．ｙｕａｎ，ＨＵ　Ｘｉｏｎｇ　

（Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　∞　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００１３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ｉｓ　ａｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌａｍｐｅｄ（ＮＰＣ）　

ｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎ　ｏｆ　ｖｏｈａｇｅ　ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｒｅａｓｏｎ　ｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ“Ｏ”ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ａｎ・　ｂａｌａｎｃｅｄ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ，ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｃａｒｔｉｅｒ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ　ｂｙ　ｌｏａｄ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ，ｔｈｅ　ｄｏｕｂｌｅ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｗａｖｅ　ｃａｒｒｉｅｒ—ｂａｓｅｄ　ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＤＭＷＰＷＭ）ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅ　ｖｏｋａｇｅ　ｏｆｆｓｅｔｓ　ｉｓ　ｉｎｊｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ａｄｊｕｓｔ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ“０”ｄｕｔｙ　ｒａｔｉｏ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ａｒｂｉｔｒａｒｙ　ｌｏａｄ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ　ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｍ　ｏｆ　ＤＣ　ｓｉｄｅ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｂａｌａｎｃｅ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｌｏｓｓ，ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆｆｓｅｔｓ　ｏｎｌｙ　ｓｔａｃｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｗａｖｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｉｎ　ｚｅｒｏ　ａｒｅａｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｃｏｒ—　ｒｅｃｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｄｏｕｂｌｅ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｗａｖｅ；ｎｅｕｔｒａｌ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌａｍｐｅｄ；ｎｅｕｔｒａｌ　ｐｏｉｎｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｂａｌａｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ：Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．５１１６７００６）