為了改善并聯(lián)系統(tǒng)在不平衡工況下出現(xiàn)的輸出電壓不平衡、功率不均分的問題,提出了一種針對三相四橋臂逆變器的分序控制方法;同時,為了削弱三相四橋臂這種帶中線的系統(tǒng)固有的共模電壓干擾問題,采用了高頻鏈矩陣式三相四橋臂的拓撲結構。由于系統(tǒng)中的零序分量全部流經(jīng)第四橋臂,故可將第四橋臂與前三橋臂分開進行獨立控制;為了實現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)各逆變器的容量匹配,提出在前三橋臂上采用兩相靜止坐標系下無耦合的虛擬阻抗相匹配的下垂控制,而第四橋臂采用獨立虛擬電阻控制的方案。與傳統(tǒng)方案相比,該方案優(yōu)化了虛擬阻抗設計結構的同時解除了各坐標軸間的耦合,方便了閉環(huán)控制器的設計,同時還能在一定程度上濾除電流噪聲,提高輸出電壓質量。最終可在實現(xiàn)不平衡工況下并聯(lián)高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器系統(tǒng)輸出電壓平衡的同時按容量分配負載消耗的功率。仿真和實驗驗證了該方法的可行性和正確性。 

【文章來源】：電工技術學報. 2019,34(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

并聯(lián)高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器拓撲

對于普通三相四橋臂電路，其開關周期內經(jīng)PWM調制產生的共模電壓如圖2所示。圖2中直流側輸入電壓為Vdc，則橋臂中點的高頻跳變電壓的變換范圍是-Vdc/2～Vdc/2，故共模電壓在±Vdc/2和±Vdc/4之間變換。由圖2陰影部分可知，當調制處于零矢量狀態(tài)時，共模電壓較大，為直流電源電壓的一半。

結合高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器拓撲的特點，本文采用解結耦一體化SPWM的調制方法，其特點是當后級矩陣式變換器處于正負組的“000”或“111”狀態(tài)時，前級高頻逆變器進入死區(qū)，如圖3所示，高頻變壓器二次電壓在±Vdc/2與0之間跳變；PWM的調制波采用鋸齒波，可以觀察出“000”和“111”狀態(tài)是交替連續(xù)出現(xiàn)的，兩者作用時間之和近似恒定且剛好與前級高頻逆變器的死區(qū)作用時間重合，消除了共模電壓的±Vdc/2狀態(tài)，減小了共模電壓，提高了高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器輸出電壓的波形質量。為驗證上述分析結果的正確性，分別建立了普通三相四橋臂逆變器及高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器的Simulink仿真模型，并分別測量了普通三相四橋臂逆變器經(jīng)PWM調制下的共模電壓波形及高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器經(jīng)一體化調制下的共模電壓波形，其仿真結果如圖4所示。從仿真結果可以看出，基于一體化調制下的高頻鏈矩陣式三相四橋臂逆變器輸出共模電壓明顯減小，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定及波形質量的提高。

【參考文獻】：
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本文編號：3248812