多电平变换器专业知识讲座

V14(-110)
5 V5(010) V6(110) 6 (-10-1) (00-1)
1
V18(10-1)
多电平SVPWM法和两电平SVPWM
法一样，是一种建立在空间矢量合 成概念上的PWM法，它的最大优点 在于概念清晰，反映了 SPWM 的本
质，电压利用率高，易于数字实现 等，不足之处在于当电平数超过 5 时，算法过于复杂。
Dc7
Dc8 C8 Vdc
Dc9
Dc10 C9 Vdc
Dc11
Dc12 C10
Vdc Dn4
5-Leevl
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1.2 多仿。电文平档如变有换不当器之处控，制请联方系本法人的或网简站单删除概。述
1.2.1 基于载波的多电平PWM控制方法
V11(-1-11) V10(0-11) V9(1-11)
3
D
B
V12(-101)
V3(001) V2(101) V8(1-10)
4 (-1-10) C
(0-10) C 2
B
V13(-111)
V4(011)
A
V0(111) (-1-1-1)
(-100) (000)
A
D
V1(100)
(0-1-1) V7(1-1-1)
(a) 消谐波 PWM 方法（ SHPWM ）
(b) 开关频率优化 PWM 方法 （SFOPWM ）
(c) 载波带频率变化的 PWM 方法
(d) 相移载波 PWM 方法
图7 基于载波的多电平PWM控制方法
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1.仿2.2。多文档电如平有逆不变当器之处空，间请矢联量系P本W人M或控网站制删方除法。
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四电平Marx 逆变器 （APEC'2003 ）
四电平Marx逆变器
Marx 单元
半桥单元（M级） 图9 四电平Marx逆变器
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主要内容：
1。现有多电平变换器拓扑和控制方法的简单概述 2。APEC'2002 -2003中提出的新拓扑和新控制方法 3。我们在多电平拓扑和控制方面所作的工作
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V15(-11-1) V16(01-1) V17(11-1)
图8 三电平逆变器空间电压矢量图
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2. APE仿C。'文20档0如2有-2不0当03之中处，提请出联的系本新人拓或网扑站和删控除。制方法
在近两年APEC中研究比较多的拓扑和控制方法： 拓扑：二极管箝位型和级联型 控制方法：空间矢量PWM
Sp2
Sc1 Dp1
C1 Sc2
Dn1
Sn2
2-Level
Sp3
Sc3 Dp2
C2 Sc4
Dc1
Sc5 Dc2
C3 Sc6
Dn2
Sn3 3-Leevl
Sc7 Dp3
C4 Sc8
Dc3
Sc9 Dc4
C5 Sc10
Dc5
Sc11 Dc6
C6 Sc12
Dn3
Sn4 4-Leevl
图7 通用五电平单臂电路
Dp4 C7 Vdc
O
Vo
O
Vo
图2 改进的二极管箝位型五电 平变换器电路拓扑
图3 二极管箝位/飞跨电容型混合 五电平变换器拓扑
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+
V5
Sa1
C1 Sa2
V4 Sa3
C2 Sa4
Vdc V3
Sa1'
C3 Sa2'
V dc
V dc
Vdc
L oa d
Load
V dc
V dc
图5 单相级联型七电平变换器主 电路结构
2Vdc
图6 混合级联型多电平变换器拓扑
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Sp1 Vo
Sn1
Sp4
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+
V5
Sa1
Sb1
C1 Sa2
V4 Sa3
Da1
Sb2
Da2
Sb3
Db1 Db2
C2 Sa4
Vdc V3 Sa1'
C3 Sa2'
V2 Sa3'
C4
Sa4'
-
0 V1
a Da1' Da2'
Da3
Sb4
Sb1'
Sb2'
Sb3' Da3'
在纯无功负载情况下，电 容电压不能平衡，因此不 能用于无功补偿等场合。
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器件最少，易于封装；需多个独立直流 电压源。该结构适用于各种可再生能源， 如，燃料电池，光伏电池等。
V2 Sa3'
C4
Sa4'
-
0 V1
Ca3 Ca2
Ca1
Ca3
a
Ca2
Ca3
Sb1
Sb2
Cb3
Sb3
Cb2
Sb4
Cb1
Cb3
b
wk.baidu.com
D A
O
L
Sb1' Cb2
Sb2' Cb3
Sb3'
Sb4'
图4 单相飞跨电容型五电平变换器主电路结构
特点：大量的开关组合冗余， 可用于电压平衡控制；
（一般采用相移PWM调制）
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图10 混合多电平变换器原理图
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Sb4'
b Db1' Db2'
Db3
D A O L
Db3'
图1 单相二级管箝位型五电平变换器主电 路结构
特点： 可控制无功功率流，但是传递 有功功率时，存在直流分压 电容电压不平衡问题。
? back-to-back连接 ?外加电压调节控制器 ?通过改进拓扑结构 ?通过改进调制方法
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