三相四橋臂逆變器的空間相量調(diào)制技術
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摘要：介紹了三相四橋臂逆變器在對稱負載和不對稱負載時的空間相量調(diào)制技術。
本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/179450.htm
1引言
三相逆變器的輸出型式有兩種：一種是三相三線制輸出，另一種是三相四線制輸出。前者只能輸出線電壓，后者既可以輸出線電壓也可以輸出相電壓。三相逆變器的三相四線制輸出一般采用以下辦法：
1）采用△/Y輸出變壓器，用次級Y接法形成中性點；
2）用中性點形成變壓器（NeutralFormingTransformer—NFT）形成中性點，NFT實際上是一個變比為1∶1的自耦變壓器；
3）用直流輸入電源的中點作為中性點；
4）用具有獨立電源的三個全橋逆變器的同側(cè)橋臂中點連接起來，形成中性點；
5）采用三相四橋臂逆變器。
采用三相四橋臂逆變器的最大優(yōu)點是不用△/Y輸出變壓器，成中性點形成變壓器，使逆變器的體積重量大大減小，電壓應力不變。
圖1三相四橋臂逆變器的主電路
三相四橋臂逆變器的主電路如圖1所示。它是由三相半橋式逆變器與一個中性點形成橋臂（由S7、S8組成）組合而成的。開關S1、S4與開關S7、S8組成A相全橋逆變器；開關S3、S6與開關S7、S8組成B相全橋逆變器；開關S5、S2與開關S7、S8組成C相全橋逆變器。由于S7、S8是形成中性點的公用橋臂，因而A、B、C三橋臂逆變開關的觸發(fā)與輸出電流的激勵將會在公用橋臂上受到牽制，這是三相四橋臂逆變器在設計控制電路時必須要解決的一個問題。
圖1所示的主電路，如果忽略中性線電感LfN，可以簡化成圖2所示的等效電路。其中每個橋臂都有兩種工作方式，如對于A相橋臂，當上管導通下管關斷時，A點電壓VAg=E，定義SA=1，意即VAg=E(SA)=1E；當下管開通上管關斷時，A點電壓VAg=0，定義SA=0，意即VAg=E(SA)=0×E=0。按照這種定義，四橋臂逆變器總共有24=16種開關模式M0（SA，SB，SC，SN）～M15（SA，SB，SC，SN），其中兩種零開關模式M0（0，0，0，0）及M15（1，1，1，1）和14種非零開關模式M1（0，0，0，1）～M14（1，1，1，0）共有15種不同的開關模式如表1中第一欄所示。表中各橋臂中點對g點的電壓，由各橋臂開關方式的定義可得
VAg=E·(SA)；VBg=E·(SB)
VCg=E·(SC)；VNg=E·(SN)
表中各橋臂中點對中性點形成橋臂中點N之間的電壓為
VAN=VAg－VNg=E(SN)－E(SN)=E(SA－SN)
VBN=VBg－VNg=E(SB)－E(SN)=E(SB－SN)
VCN=VCg－VNg=E(SC－SN)
VNN=VNg－VNg=0
圖2三相四橋臂逆變器的簡化等效主電路
四橋臂逆變器有16種開關模式，比三橋臂逆變器多8種，當用三維a－b－y立體正交坐標來表示時，與16種開關模式相對應的三維空間電壓相量Va，VB和VY可以下式算得，并列于表1第四欄中。
Va=E(2SA－SB－SC)=(2VAg－VBg－VCg)
表116種開關模式相對應的三維空間電壓相量
| No. | 開關模式Mx | A,B,C點對g點電壓 | A,B,C點對N點電壓 | 在a－b－Y坐標上的電壓 | 空間相量 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SA | SB | SC | SN | VAg | VBg | VCg | VNg | VAN | VBN | VCN | Va | VB | VY | Vx | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | V0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | E | －E | －E | －E | 0 | 0 | －E | V1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | E | 0 | 0 | 0 | E | －１
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