多电平逆变器

1、123456双极性调制法双极性调制法7单极性调制法单极性调制法 8单极性调制法单极性调制法 9直流侧电压相同的串联直流侧电压相同的串联H桥逆变器桥逆变器10111.逆变器每相可输出含有逆变器每相可输出含有5个不同电平个不同电平的相电压。的相电压。2.当当S11 、 S21、S12和和S22导通时，导通时，H桥单元桥单元H1和和H2的输出都为的输出都为E，即：，即：VH1=VH2=E。则逆变器输出的相电压。则逆变器输出的相电压Van ，例如端点，例如端点A相对于逆变器中性点相对于逆变器中性点N的电压为的电压为2E。3.当当S31、S41、S32和和S42导通时，为导通时，为-2E。4.其他三个可

2、以输出的电压电平分别为其他三个可以输出的电压电平分别为E，0和和-E，它们分别对应不同的开关，它们分别对应不同的开关状态组合。状态组合。NOTE：逆变器输出的相电压：逆变器输出的相电压Van并不并不一定和负载相电压一定和负载相电压Vao相等，其中相等，其中Vao为负载侧端点为负载侧端点A相对于负载的中性点相对于负载的中性点O的电压。的电压。121312 Hm) 1(6mnSM14串联串联H桥逆变器可完全扩展到任意电平数。下图给出桥逆变器可完全扩展到任意电平数。下图给出了了7电平和电平和9电平逆变器一相的结构。电平逆变器一相的结构。在在7电平逆串联电平逆串联H桥逆变器中，每相有桥逆变器中，每相有

3、3个个H桥单元，桥单元，9电平逆变器中每相有电平逆变器中每相有4个个H桥单元。桥单元。157电平和9电平串联H桥逆变器一相的结构16A5A4A3A2A1B1B2B3B4B6C1C2C3C4C5100% 电压输出电压输出VACVBAVCBABC120TYP.No每相每相6个功率单元个功率单元每个功率单元电压为每个功率单元电压为630V输出相电压为输出相电压为630V线电压达线电压达6600VA6C6B517一体式整流干式隔离变压器一体式整流干式隔离变压器18POWERCELL B1POWERCELL A1POWERCELL C1POWERCELL A2POWERCELLB2POWERCELL C

4、2POWERCELL C3POWERCELLB3POWERCELL A3高压电机高压电机CENTRALCONTROLSYSTEM 功率单元功率单元LOCALCONTROLS三相高压输入三相高压输入三相变压变频三相变压变频高压输出高压输出FIBEROPTICS 集成一体式集成一体式变压器变压器19CELL 1单元单元 1CELL 2单元单元2CELL 3单元单元3COMPOSITE合成合成dv/dt20直流侧电压不相同的串联直流侧电压不相同的串联H桥逆变器桥逆变器21222324M个电平的逆变器调制：个电平的逆变器调制：) 1/(3600mcr调制正弦波：调制信号通常为幅值和频率都可调节的一相正

5、弦波（三相三个）。调制正弦波：调制信号通常为幅值和频率都可调节的一相正弦波（三相三个）。 通过调制波和载波比较，可以产生所需要的门通过调制波和载波比较，可以产生所需要的门(栅栅)极驱动信号。极驱动信号。三角波载波：需要三角波载波：需要(m-1)个三角载波。所有三角载波均具有相同的频率和幅值，个三角载波。所有三角载波均具有相同的频率和幅值， 但是任意两个相邻载波的相位要有相移，其值为：但是任意两个相邻载波的相位要有相移，其值为：7 7电平逆变器：电平逆变器： 每相每相3 3个功率单元、个功率单元、6 6个三角载波、相邻三角载波间相差个三角载波、相邻三角载波间相差6060 9 9电平逆变器：电平逆

6、变器： 每相每相4 4个功率单元、个功率单元、8 8个三角载波、相邻三角载波间相差个三角载波、相邻三角载波间相差45451313电平逆变器：每相电平逆变器：每相6 6个功率单元、个功率单元、1212个三角载波、相邻三角载波间相差个三角载波、相邻三角载波间相差30301919电平逆变器：每相电平逆变器：每相9 9个功率单元、个功率单元、1818个三角载波、相邻三角载波间相差个三角载波、相邻三角载波间相差20202526M个电平的逆变器调制：个电平的逆变器调制：调制正弦波：调制信号通常为幅值和频率都可调节的一相正弦波（三相三个）。调制正弦波：调制信号通常为幅值和频率都可调节的一相正弦波（三相三个）

7、。 通过调制波和载波比较，可以产生所需要的门通过调制波和载波比较，可以产生所需要的门(栅栅)极驱动信号。极驱动信号。三角波载波：需要三角波载波：需要(m-1)个三角载波。所有三角载波均具有相同的频率和幅值，个三角载波。所有三角载波均具有相同的频率和幅值， 所有载波垂直排列。所有载波垂直排列。频率调制系数：频率调制系数：mcrfffm/幅值调制系数：幅值调制系数：) 1(mVVmcrma式中式中： 为调制波为调制波 的峰值，的峰值， 为各三角载波电压的峰值。为各三角载波电压的峰值。 mVmvcrV27282911crcrvv 、22crcrvv、33crcrvv 、) 1/(,mffcrdevs

8、w30313233移相和移幅载波移相和移幅载波PWM方法的比较方法的比较 Hzfdevsw600, 34353637382/0123)sin()cos()cos()(cos(14,.5 , 3 , 1321nwtnnnnEvnAN/41max.1EHVVHVmANHANa1ANV123/4Emax.HV/4E式中：式中： 为逆变器输出相电压基波含量为逆变器输出相电压基波含量 的的 峰值峰值H为每相所含为每相所含H桥功率单元的个数桥功率单元的个数 1ANv390)7cos()7cos()7cos(0)5cos()5cos()5cos(3)cos()cos()cos(321321321am504.

9、11717.28106.57321和，结论：阶梯波调制法实现起来非常简单。所有的开关导通角均可离线计算得到，结论：阶梯波调制法实现起来非常简单。所有的开关导通角均可离线计算得到，数字实现时，可以通过查表得到。与载波调制法相比，阶梯波调制法中所有开数字实现时，可以通过查表得到。与载波调制法相比，阶梯波调制法中所有开关器件均工作在输出的基波频率，因而可大大减小开关损耗。关器件均工作在输出的基波频率，因而可大大减小开关损耗。404142ROBICON完美无谐波高压变频完美无谐波高压变频器器434445MEDIUMVOLTAGEINDUCTIONMOTORLEAD 25LEAD 15LEAD 5LAG

10、 -5LAG -25LAG -15SPECIALTRANSFORMERWITH 18ISOLATEDSECONDARIESINPUT POWER 3 PHASE AC ANY VOLTAGELEAD 25LEAD 15LEAD 5LAG -5LAG -25LAG -15LEAD 25LEAD 15LEAD 5LAG -5LAG -25LAG -15CELLA1CELLB1CELLC1CELLA2CELLB2CELLC2CELLA3CELLB3CELLC3CELLA4CELLB4CELLC4CELLA5CELLB5CELLC5CELLA6CELLB6CELLC646Q1Q3Q2Q4单元输入单元输入单元单元输出输出4748A5A4A3A2A1B1B2B3B4B6C1C2C3C4C5可达可达110% 电压输出电压输出VACVBAVCBABC120TYP.NoA6C6B5A3A2A1B1B2B3B4B5C1C2C3C4C5VACVBAVCBABC120TYP.NoC6B6A3A2A1B1B2B3C1C2C3VACVBAVCBABC120TYPNo83% 功率单元正常，但功率单元正常，但仅能得到仅能得到55额定输出额定输出电压电压5189135.5135