NPC三电平逆变器PWM时降低损耗的研究

作者：时间：2013-02-16来源：网络收藏

在模式1下，所参与开关动作的器件为VS1，VDc1。不妨假定在第j个采样周期内电流保持不变，则可计算出在第j个采样周期内VS1和VDc1
的开关损耗分别为：

在模式1中，其余器件不参与开关动作，因此不会产生开关损耗。采用同样方法可计算出其他模式下的开关损耗，因此在一个采样周期内，逆变器某一器件所产生的开关损耗为：

采用SPWM时，对各管通态损耗进行测试。产生的总开关损耗功率为6．2 kW，占输出有功功率的0．577％。VS1的开关损耗最大，箝位二极管产生的开关损耗次之，VS2产生的开关损耗最小。逆变器的开关损耗将会在cosφ=-1，m=0．785时达到最大，其值为15．63 kW。

5 降低开关损耗的PWM方法
SLMPWM算法能够在很大范围内将等效开关频率降低约1／3。当逆变器运行时，若三相电流中绝对值最大的那一相无开关动作，则能有效地降低开关损耗。a相电流表达式为ia=Imcos(ωt-φ)，考虑到三相电流的对称性，当ωt-φ∈[-π／6，π／6]时，a相电流达到正的最大。这时须将a相输出维持在一个电平上，可以是Udc，0，-Udc中任意一个。当a相输出维持在电平βUdc(β=-1，0，1)时，三相调制信号输出为：

这种调制仍然满足Ua’-Ub’=Ua-Ub，Ub’-Uc’=Ub-Uc，Uc’-Ua’=Uc-Ua，不会改变调制时的线电压关系。β值的确定须满足-Udc≤ Ub’，Uc’≤Udc，若β=1和β=0都满足约束条件时，取β=0，若β=-1和β=0都满足约束条件时，同样取β=0，这样可降低输出波形中的谐波含量。若β=0，β=±1均不能满足该约束条件时，取Ua’=Ua，Ub’=Ub，Uc’=Uc。

本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/175893.htm

SLMPWM策略不但可以有效地降低开关损耗，并且较之传统的SPWM，将电压利用率提高到SVPWM的水平m=0．907(φ30°)。图3a，b分别给出了在相同条件下，单周期器件的开关损耗与开关损耗随m和φ变化的曲面，当Udc=3 kV，m=0．745，Im=300 A，cosφ=0．9，载波比为36时，开关损耗为3．47 kW。可见，在很大程度上，SLMPWM算法能够将开关频率降低一半以上，这是因为该算法不仅将一个输出周期内的有效开关频率降低了1／3，并且该算法总是保证电流绝对值最大那一相无开关动作。当m=0．785，Im=300 A，cosφ=0．866时，此时总开关损耗为4．67 kW，SLMPWM算法能够非常有效地降低开关损耗。