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基于IHPWM的三电平VIENNA整流器中点电位平衡策略
摘要
本文主要研究三电平VIENNA整流器中点电位平衡策略，主要采用IHPWM技术实现。在介绍VIENNA整流器工作原理的基础上，提出了一种新的中点电位平衡控制策略，通过电感偏置和电容补偿，有效解决了中点电位漂移的问题。最后采用Matlab/Simulink软件仿真验证了该策略的有效性，并得到了良好的结果。
关键词：三电平VIENNA整流器；IHPWM；中点电位平衡
引言
随着现代电力电子技术的不断发展，三电平VIENNA整流器因其性能优越，已成为工业应用中的重要技术。其中，中点电位平衡控制是一个关键的问题。在传统控制策略中，中点电位往往会受到电容电压、电感电流等影响而产生漂移，导致输出波形不稳定，严重影响了整流器的性能。基于此，本文提出了一种基于IHPWM技术的中点电位平衡控制策略。
一、三电平VIENNA整流器的工作原理
三电平VIENNA整流器主要由两个半桥逆换器和一个电容组成。其输出电压呈现三电平波形，比传统双极半桥逆变器具有更好的谐波抑制能力和变换效率。具体原理如下：
图1三电平VIENNA整流器原理图
在每个半桥逆变器中，两个开关管分别为上管（S1、S2）和下管（S3、S4）；电源电流通过电感L1或L2流向输出口，实现输出电压。在正常工作时，两个半桥逆变器交替工作，产生不同的输出波形。中间电容为电压平衡提供了支持。
二、中点电位平衡控制策略
在实际应用中，中点电位往往会因为电容电压、电感电流等因素的影响而产生漂移。传统的中点电位平衡控制策略主要靠简单的电容或电感无功补偿器实现，效果不够理想。基于此，本文提出了一种新的中点电位平衡控制策略。具体实现步骤如下：
（1）采用IHPWM技术，将一个半桥逆变器的输出波形分为正半周期和负半周期进行控制；
（2）适当调整正半周期和负半周期的同时变量，实现中点电位的平衡控制；
（3）通过电感偏置和电容补偿，实现对中点电位漂移的有效抑制。
三、仿真验证
采用Matlab/Simulink软件对本文提出的中点电位平衡控制策略进行仿真验证。仿真电路如下图所示：
图2三电平VIENNA整流器仿真电路
仿真参数如下：
输入电压：100V
电感值：1mH
电容值：200μF
PWM频率：10kHz
通过仿真结果可以看出，本文提出的中点电位平衡控制策略能够有效抑制中点电位的漂移，实现输出波形的稳定，且谐波略微减少，具有一定的实际应用价值。
四、结论
本文主要研究了三电平VIENNA整流器中点电位平衡控制策略。通过采用IHPWM技术、适当调整正负半周期同时变量、电感偏置和电容补偿等措施，实现对中点电位漂移的有效抑制，从而实现了输出波形的稳定。通过Matlab/Simulink软件的仿真验证，证明了本文提出的控制策略的有效性和实用性。