单相全桥三电平逆变器的控制与仿真-电测与仪表.DOCVIP

单相全桥三电平逆变器的控制与仿真 阳梦华，马海啸，叶海云 （南京邮电大学，南京 210046） 摘要：该文提出了一种对称型的单相全桥三电平逆变器。本文主要由两个桥臂组成，且每个桥臂有四个开关管，每个开关管的电压应力只有输入电压的一半。文章详细介绍了一种正弦脉宽调制(SPWM)控制策略，由两个同相的三角载波和正弦调制波的正反相分别交接得到四个不同的脉冲信号，再结合稳定性好的双闭环控制策略，这种控制方法提高了单相全桥逆变器输出电压的外特性。通过MATLAB/Simulink的仿真，在SPWM双闭环控制策略的情况下，三电平逆变器的输出电压在负载波动时基本保持不变。同时验证了单相全桥三电平逆变器的优点和SPWM双闭环控制策略的有效性。 关键词：三电平；逆变器；SPWM；双闭环 中图分类号：TM464 文献标志码：B 文章编号： ontrol and simulation of single-phase full-bridge three-level inverter Yang Menghua, Ma Haixiao, Ye Haiyun (Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210046, China) Abstract: This paper proposes a symmetrical single phase full-bridge three-level inverter. This paper is mainly composed by two bridge arms and each leg has four switches, so the voltage stress of every switch is just half of the input voltage. The paper introduces a sinusoidal pulse with modulation (SPWM) control strategy in detail, which consists of two symmetrical triangular carrier waves and the pros or cons of sine compare to get four different pulse signals, and then combining with steady dual-loop control strategy, and the strategy improves the external characteristics of the three-level inverter output voltage. By the Simulink model of MATLAB simulation, with the dual-loop SPWM control strategy, the three-level inverter output voltage essentially unchanged during load fluctuations. The results very the advantages of the three-level inverter and the effectiveness of dual-loop SPWM control strategy. Keywords: three-level, inverter, SPWM, dual-loop 0 引言 随着电力电子技术的发展，多电平逆变器越来越多的成为人们关注的焦点。为了提高电能质量，减少输出波形的畸变率，使输出电压在输入波动和负载的变化时基本保持不变，提高系统的稳定性，提出的是对称型单相全桥三电平逆变器，控制方法采用稳定性强和动态响应速度快的双闭环SPWM控制策略。 1 三电平逆变器拓扑结构及其工作原理 单相全桥三电平逆变器的拓扑结构如图1所示，主要由直流母线电源、两个分压大电容和两个桥臂组成的单相全桥三电平逆变器，每个桥臂由四个功率开关管和2个钳位二极管组成，整个拓扑结构一共由8个开关管和四个钳位二极管组成，分压电容C1和C的中点O为电势参考点，AO和BO的大小在-Vin和Vin之间变化，而AB的两端的电压在-Vin、-Vin/2、0、Vin/2和Vin这五个电平之间变化， AB两端的电压，一般是由-Vin到-Vin/2、-Vin/2到0、0到Vin/2和Vin/2到Vin之间互相过渡，这样AB两端的输出电压的du/dt就减少了，每个开关管的电压应力最大为Vin/2，