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三电平逆变器中点电压平衡控制方法的研究
一、引言
三电平逆变器是一种常见的电力电子器件，广泛应用于直流变交流功率转换、电力电子变频调速、电子制动器以及能量回收等领域。在三电平逆变器中，中点电压平衡是重要的控制问题之一，影响着逆变器的性能和寿命。针对这一问题，本文将着重探讨中点电压平衡控制方法的研究。
二、三电平逆变器概述
三电平逆变器是一种能够产生三种电平输出的电力电子器件，能够将直流电压转换为交流电压。三电平逆变器的输出电压由两个中点和一个直流电压构成，其中两个中点的电压相反，它们交替出现在输出电压中。三电平逆变器的优点在于能够产生较低的输出电压谐波，有利于保护负载和提高电力系统的稳定性。
三电平逆变器主要由桥臂、LC滤波器和控制器构成。其中，桥臂由MOSFET或IGBT组成，用于控制输出电压的大小和频率。LC滤波器和输出变压器用于滤波和隔离输出交流电压。控制器负责控制MOSFET或IGBT的触发信号，实现交流电压的输出控制。
三、中点电压平衡控制方法
在三电平逆变器中，中点电压平衡是实现低谐波输出的关键。由于负载的不对称性和零漂影响，中点电压往往会产生偏差，导致输出电压波形不对称。因此，中点电压平衡控制方法成为了研究热点。
目前，中点电压平衡控制方法主要包括以下几种：
1.交错换相控制方法
交错换相控制方法是最简单的中点电压平衡控制方法之一。基本思想是在PWM周期的前一半时间内使用A、B两组桥臂，后一半时间内使用B、C两组桥臂。这个方法可以通过交错控制来实现两个中点电压的平衡，从而达到中点电压平衡的目的。由于控制方法简单易操作，因此被广泛应用于逆变器控制中。
2.基于偏移电流的控制方法
基于偏移电流的控制方法是一种高效快捷的中点电压平衡控制方法。它利用两个不同频率的电流进行计算，从而实现中点电压平衡控制。具体来说，将两个不同频率的交流电压分别输入逆变器中，然后将其转换为一定的偏移电流，最后通过比较这两个偏移电流的大小来判断中点电压的平衡情况。
3.基于空间矢量调制的控制方法
基于空间矢量调制法是一种新兴的中点电压平衡控制方法，也是一种较为先进的控制方法。它通过改变三相交流电压的相位和幅值来实现逆变器输出的控制和调节。基于空间矢量调制的中点电压平衡控制方法主要包括基于频率响应特性的调控方法和基于幅值响应特性的调控方法等。这些方法在逆变器控制领域引起了广泛关注，并被认为是新一代逆变器控制方法的研究重点。
四、结论
中点电压平衡是三电平逆变器电力电子器件输出控制中的重要问题。针对这一问题，本文主要介绍了交错换相控制方法、基于偏移电流的控制方法和基于空间矢量调制的控制方法。这些方法在实际应用当中都有着一定的适用性和实用性，可以根据不同的应用场景进行选择。在中点电压平衡控制方法的研究方面，还有许多问题需要进一步研究和探索，以推动逆变器控制技术的发展和升级。