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采用SPWM单相全桥逆变器串并联的多电平逆变器

发布时间:2017-01-14 06:57:59  来源:大电流电感厂家   查看:

由式(5)算出SPWM-FBI输出电压up的频谱,up幅值与调制度的关系曲线如图2所示。可知:在up中将会消除F±1次以下的谐波,up的幅值随着M的增加呈线性增大。up为三电平电压波形。

2 SPWM-FBI的应用联接方式
一体电感 SPWM-FBI的应用联接方式有4种:即单独应用、串联应用、并联应用和串-并联应用。
2.1 SPWM-FBI的单独应用
SPWM-FBI的单独应用,在三相逆变器电路中相当于一个三相全桥式逆变器,如图3所示。它的输出电压up即为三相逆变器的相电压,即ua=up。

2.2 SPWM-FBI的串联应用
N个SPWM-FBI的串联应用,在三相电路中组成的A相逆变器如图4所示。 采用直接串联叠加的方式获得SPWM多电平输出,以消除相电压中NF±1次以下的谐波。假定各个SPWM-FBl所采用的直流电源电压相同且都等于E,它们的载波三角波幅值为Uc,初相位角依次滞后2π/N。如果第一个三角波的初相位角为α1=0,则第二、第三…第N个三角波的初相位角依次为用同一个A相的正弦波电压作为调制波进行控制,即可得到输出电压up1~upn,而且up1~upn应具有相同的基波电压。

根据式(5)及载波三角波的初相位角可得到up1~upn的傅里叶级数。

从式(6)可知,N个SPWM-FBI的串联叠加,可以消除NF±1次以下的谐波,并使输出电压的幅值增大了N倍。当N=5,开关频率时,在A共模电感器相输出电压的双重傅里叶级数方程式中,将可以消除5×120±l=600±l以下的谐波,并且uA的幅值也增大到原有值的5倍。
2.3 SPWM-FBI的并联应用
N个SPWM-FBI的并联应用,在三相电路中组成的A相逆变器如图5(a)所示。采用并联叠加的方式获得SPWM多电平电压输出,以消除相电压中NF±1次以下的谐波。各个SWPM-FBI采用相同的直流电源电压E.它们的载波三角波初相位角依次滞后2π/N。如果第一个三角波的初相位角为α1=0,则第插件电感二、第i…第N个三角波的初相位角依次为用同一个A相的正三弦波电压作为调制波进行控制,即可得到输出电压up1~共模电感upn,而且up1~upn应具有相同的基波电压。由于up1`upn的瞬时值是不相同的,故必须采用平衡电抗器并联。

由图5(a),根据电工学中的节点电压法可得


由式(8)可知,N个SPWM-FBI的并联叠加,可以消除NF±1次以下的谐波,但不能增大输出电压的幅值。由于up1~upn的瞬时值不同,因此并联叠加时必须采用平衡电抗器,这是与串联叠加的不同之处。
2.4 SPWM-FBI的串-并联应用
N个SPWM-FBI的串-并联应用,在三相电路中组成的A相逆变器如图6(a)所示。采用串-并联叠加的方式获得SPWM多电平电压输出,以消除相电压中NF±1次以下的谐波。各个SWPM-FBT采用相同的直流电源电压E,它们的载波三角波初相位角依次滞后2π/N。如果第一个三角波的初相位角为α1=O,则第二、第三…第N三角波的初相位角依次为并用同一个A相的正弦波电压作为调制波,得到输出电压up1~upn将具有相同的基波。当A相逆变器由K个串联支路并联组成,每一个串联支路由N/K片式电感器生产个SPWM-FBI串联时,则每一个SPWM-FBI在A相电路中的排列位置如图6(a)所示:第一个串联支路中SPWM-FBI的排列顺序为1,1+K,…,N-(K一1)=N-K+l;第二个串联支路中SPWM-FBI的排列顺序为2,2+K,…,N-(K-2)=N-k+2,…,第^个串联支路巾SPWM~FBI的排列顺序为K,K+K,…,N-(K-K)=N。假设各个串联支路的输出电压依次为u1~uk具有相同的基波电压,但它们的瞬时值并不相司,因此必须采用平衡电抗器进行并联叠加。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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