三维空间矢量脉宽调制策略研究概述

电气传动2016年第46卷第10期

三维空间矢量脉宽调制策略研究概述

郝利东，孙鹤旭，郭英军

（河北科技大学电气工程学院，河北石家庄050018）

摘要：三维空间矢量脉宽调制策略具有计算简单、开关频率低、可适用于不平衡或含有3次谐波的负载等优点，消除了常用的脉宽调制策略存在算法复杂、开关频率高和仅适用于平衡负载等问题，目前已被广泛用于多电平逆变器的控制。首先对多电平逆变器的结构及其控制策略做了简要回顾，在此基础上重点对三维空间矢量调制策略的原理做详细论述，然后对中点电压平衡控制技术的研究现状做出概述，最后对三维空间矢量调制策略发展前景进行展望。

关键词：多电平逆变器；三维空间矢量调制；中点电压平衡控制中图分类号：TM464

文献标识码：A

DOI ：10.19457/j.1001-2095.20161008

Research Summary of Three Dimensional Space Vector Pulse Modulation Strategies

HAO Lidong ，SUN Hexu ，GUO Yingjun

（College of Electrical Engineering ，Hebei University of Science and Technology ，

Shijiazhuang 050018，Hebei ，China ）Abstract:Three -dimensional space vector pulse width modulation strategies have the advantages of computationally

simple ，low switching frequency ，and application to a load which is unbalance or containing the third harmonic ，eliminates the problems of computational complex ，high switching frequency and application to balanced loads ，compared with other pulse width modulation strategies.At present it has been widely used for multilevel inverter control.First the control strategies of the multilevel inverters were reviewed briefly.On this basis the principles of strategies were introduced detailedly ，then the current research status of neutral -point voltage balance control technologies were reviewed ，and finally the prospects of three -dimensional pulse width modulation strategies were

presented.

Key words:multilevel inverters ；three dimensional space vector modulation ；neutral -point voltage balance control

基金项目：河北省科技支撑计划项目（13041709Z ）；河北省军民结合产业发展专项资金项目（2013313）作者简介：郝利东（1987-），男，硕士研究生，Email ：lidong_h@https://www.wendangku.net/doc/4e9118393.html,

ELECTRIC DRIVE 2016Vol.46No.10

随着世界能源需求量的增加，新的功率转换器及功率半导体的需求量也随之增大。自1980年Nabae A.在IEEE 工业应用年会（IAS ）上提出二极管中点钳位型（neutral point clamped ，NPC ）三电平变换器拓扑结构［1］以来，众多学者和工程师们在三电平领域做了非常多的科研和工程研究工作。与传统的转换器相比，多电平转换器用中等功率的半导体器件就能得到大的功率，因此在大功率中压场合采用多电平变换器是一个很好的选择［2］。大功率多电平逆变器已经在工业中得到广泛的应用［2-3］，如用于石油化学工业管道泵、水泥工业风扇、运输业牵引、钢轧机中的金属

工业、对可再生能源的电网整合、无功功率补偿、高电压传输以及风能转换等。

脉宽调制（pulse width modulation ，PWM ）技术已被应用于能量转换变换器中。目前多电平逆变器的主要控制方法有正弦PWM 法和空间电压矢量PWM 法等。在以上这些方法中，空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation ，SVPWM ）算法是较为优越并且应用广泛的一种，它可以平衡中点电压、减小谐波含量、减小开关频率和减小共模电压等。在不平衡负载或3次谐波下，三维空间矢量调制技术可以很好地解决多电平逆变器输出电压和电流波形失真等问题。

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