【《三相逆变器的工作原理概述》1100字】

第第页三相逆变器的工作原理概述逆变器根据负载不同可以分为无源逆变和有源逆变，若逆变器负载为电网，则称为有源逆变，否则就是无源逆变。根据直流侧供电方式不同可分为电压源逆变器和电流源逆变器。在新能源发电领域主要是电压源逆变器为主，因此选择电压源有源逆变器作为研究对象。三相两电平电压型并网逆变器作为最常用的并网拓扑结构，其结构简单，滤波器体积较小，并网电流的总谐波失真率(THD)低，且动态性能也较好。因此，在考虑到控制算法实现以及功率开关损耗等因素后，本文将其作为有限控制集模型预测控制的控制对象进行研究，如图2.1所示。为了便于分析，电路中将直流侧母线端的直流电源用大功率直流稳压电源表示。为等效直流稳压电源，为滤波电感，为滤波电感等效电阻，、、代表、、三相电网电压瞬时值，、、代表、、三相并网相电流瞬时值，为接地点，n为三相电网的中性点，、、代表、、三相逆变器输出端与n点的电压瞬时值。图2.1三相电压型并网逆变器主电路图Figure2.1Maincircuitdiagramofthree-phasevoltagegrid-connectedinverter为了建模直观，易于分析，假设整个系统在理想条件下运行并满足以下三个特性：（1）三相并网逆变器交流侧的三相电网电压、、满足三相平衡对称。（2）三相并网逆变器的滤波电感是线性原件，不考虑饱和性质。（3）半导体开关管IGBT为理想元件，不考虑延时性质。六只IGBT功率开关管组成了并网逆变器的三个桥臂，每组桥臂有2个开关元件。因为在换流的过程中，同一桥臂的上下两只管子不能同时导通，否则会造成电路短路。所以规定每个桥臂的上下的两个开关管只能导通一只。功率开关管的开关状态，可以由、和开关信号分别表示每组桥臂的通断状态，定义开关状态为：(2-1)如若、、，那么a与c相上桥臂断开、下桥臂保持闭合，b相上桥臂保持闭合、下桥臂断开，每个桥臂的上下开关管都是互补导通的，因此一个桥臂只能输出两种状态，这样三个桥臂共有八种不同组合状态输出：000~111。每一种开关状态组合分别与一个逆变器输出电压矢量相对应，即、、、、、、、，图2.2依次给出了开关状态。图2.2不同开关状态组合Figure2.2Combinationofdifferentswitchstates确定这些开关状态组合后，可以计算出每一相对应的输出相电压值为：(2-2)定义输出电压矢量为：(2-3)式中，矢量单位代表了各相间度的相位差。在不同开关状态组合下三相并网逆变器的输出电压矢量如表2.1所示。其中有两个零矢量，即和，六个非零矢量，在复平面内只产生7个不同电压矢量的有限集合，如图2.3所示。表2.1不同开关状态下的电压矢量Table2.1Voltagevectorindifferentswitchingstates开关状态（、、）电压矢量00,0,011,0,021,1,030,1,040,1,150,0,161,0,171,1,1图2.3复平面中的并网逆变器输出电压矢量Figure2.3Theoutputvoltagevectorofthegrid-connectedinverterinthecomplexplane观察图2.3，所有电压矢量的大小均相等（模值均为），6个电压矢量按照正六边形分布，逐个间隔，图中，为零电压，这两个大小等于零，处在原点