級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的混合載波PWM控制方法研究

一、引言

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，逆變器作為一種重要的電力轉(zhuǎn)換器件，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)等。而級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器作為一種高效的逆變器結(jié)構(gòu)，在能量轉(zhuǎn)換方面具有優(yōu)異的性能，被廣泛關(guān)注。混合載波PWM控制作為一種有效的控制方法，可以提高逆變器的輸出質(zhì)量，減小諧波失真。

二、級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的結(jié)構(gòu)

級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器由多個(gè)H橋逆變器級(jí)聯(lián)而成，每個(gè)H橋逆變器的輸出電壓可以分為正負(fù)級(jí)數(shù)，從而形成多電平輸出波形。這種結(jié)構(gòu)的逆變器具有較高的電壓穩(wěn)定性和電流承載能力，可以實(shí)現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換。

三、混合載波PWM控制原理

混合載波PWM控制方法將傳統(tǒng)的基波載波PWM技術(shù)與多次諧波載波PWM技術(shù)相結(jié)合，以降低逆變器輸出電壓的總諧波失真，改善輸出電壓波形質(zhì)量。基波載波PWM技術(shù)通過(guò)改變載波信號(hào)的占空比來(lái)控制逆變器開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制逆變器輸出電壓的大小。多次諧波載波PWM技術(shù)通過(guò)引入更高次數(shù)的載波信號(hào)，可以進(jìn)一步減小諧波失真。

四、混合載波PWM控制方法的設(shè)計(jì)過(guò)程

1.確定基波頻率：根據(jù)逆變器輸出電壓的頻率要求，選擇合適的基波頻率。

2.設(shè)計(jì)基波載波信號(hào)：根據(jù)基波頻率和逆變器開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，生成基波載波信號(hào)。

3.設(shè)計(jì)多次諧波載波信號(hào)：選擇合適的諧波頻率和各個(gè)諧波的幅值，生成多次諧波載波信號(hào)。

4.生成混合載波信號(hào)：將基波載波信號(hào)與多次諧波載波信號(hào)相加。

5.控制逆變器輸出電壓：通過(guò)改變載波信號(hào)的占空比，控制逆變器開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制輸出電壓的大小。

五、混合載波PWM控制方法的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

混合載波PWM控制方法具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

1.該控制方法可以有效降低逆變器輸出電壓的諧波失真，改善輸出電壓波形質(zhì)量。

2.通過(guò)合理設(shè)計(jì)載波信號(hào)的頻率和幅值，可以在保證逆變器輸出功率的同時(shí)減小開(kāi)關(guān)損耗。

3.由于級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器具有較高的電壓穩(wěn)定性和電流承載能力，混合載波PWM控制方法可以實(shí)現(xiàn)更高的效率和穩(wěn)定性。

4.該控制方法適用于各種載波頻率和多次諧波頻率的組合，具有較好的適應(yīng)性和靈活性。

六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析

通過(guò)建立級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的數(shù)學(xué)模型，并采用混合載波PWM控制方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得到了逆變器的輸出電壓波形和諧波失真率等指標(biāo)。結(jié)果表明，混合載波PWM控制方法可以顯著降低逆變器輸出電壓的諧波失真率，提高輸出電壓波形質(zhì)量。

七、總結(jié)與展望

本文研究了級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器的混合載波PWM控制方法，該方法可以有效降低逆變器輸出電壓的諧波失真，改善輸出電壓波形質(zhì)量。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了該控制方法的有效性和可行性。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化混合載波PWM控制方法的設(shè)計(jì)，提高逆變器的效率和穩(wěn)定性，以滿(mǎn)足更多實(shí)際應(yīng)用的需求綜上所述，混合載波PWM控制方法在級(jí)聯(lián)H橋多電平逆變器中具有降低諧波失真、提高輸出波形質(zhì)量、節(jié)約開(kāi)關(guān)損耗、提高逆變器效率和穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法能夠有效改善逆變器輸出電