三電平并網(wǎng)逆變器共模電壓抑制方法研究

基于以上分析以及對(duì)NPC三電平并網(wǎng)逆變器共模抑制的效果，再結(jié)合圖3中各開關(guān)狀態(tài)組合及對(duì)應(yīng)的共模電壓大小?？擅黠@判斷，只要對(duì)常規(guī)SPWM調(diào)制策略進(jìn)行改進(jìn)，增加一個(gè)限定條件：僅選擇開關(guān)狀態(tài)組合后Ucom≤Udc／6的開關(guān)狀態(tài)參與調(diào)制波的發(fā)生，即可有效減小共模電壓幅值，并能較好兼顧輸出波形質(zhì)量。
新型SPWM對(duì)NPC三電平并網(wǎng)逆變器三相橋臂控制方式為：以a相為例，就是一個(gè)正弦波和等幅值、反相位、位置是背靠背的兩個(gè)三角載波進(jìn)行比較后得到三電平逆變器a相橋臂中4個(gè)IGBT開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，如圖4b所示；再將正弦波調(diào)制信號(hào)分別前后移動(dòng)120°，即可得到c．b兩相橋臂開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
為便于比較效果，仍采用Matlab 7．0仿真分析新型SPWM控制策略應(yīng)用于NPC三電平并網(wǎng)逆變器抑制共模電壓的運(yùn)行情況。假設(shè)條件與常
規(guī)SPWM時(shí)相同。由仿真可見(jiàn)新型三電平SPWM策略比常規(guī)SPWM更有效抑制了共模電壓，進(jìn)一步降低了其所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)，同時(shí)還能較好兼顧輸出相電流波形。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
搭建了基于TMS320F2812+CPLD1270的2 kW三電平并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)，進(jìn)行了共模電壓抑制實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：Udc=300 V，C1=C2=3 400μF，L=1．5mH，開關(guān)頻率為4kHz。

圖5a，b為常規(guī)SPWM和新型SPWM策略應(yīng)用于NPC三電平并網(wǎng)逆變器之后的相電流波形比較，可見(jiàn)后者相電流波形稍差。圖5c，d為常規(guī)SPWM和新型SPWM策略應(yīng)用于NPC三電平并網(wǎng)逆變器后的共模電壓ucom波形比較?？梢?jiàn)，同等條件下，采用新型SPWM時(shí)ucom的幅值降為原來(lái)的1／2，大幅減小了Ucom有效值，極大地降低了負(fù)面效應(yīng)。由實(shí)驗(yàn)可知，新型SPWM調(diào)制策略有效抑制了共模電壓，并兼顧了輸出相電流波形。

5 結(jié)論
搭建了2 kW NPC三電平并網(wǎng)逆變器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用TMS320F2812+CPLD作為系統(tǒng)控制核心，通過(guò)深入分析共模電壓形成的機(jī)理，結(jié)合常規(guī)SPWM策略對(duì)共模電壓的抑制效果，提出一種新型的SPWM方法。仿真分析表明，后者調(diào)制策略優(yōu)于前者，能夠更好地抑制共模電壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明提出的新型SPWM方法有效、可行，同時(shí)該方法具有一定的工程應(yīng)用參考價(jià)值。