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单相级联型五电平逆变器SVPWM控制研究
单相级联型五电平逆变器SVPWM控制研究
摘要：随着电力电子技术的发展，逆变器作为一种重要的功率电子装置，广泛应用于交流调节和电力传输系统中。单相级联型五电平逆变器是一种新型的逆变器拓扑结构，具有高效率、低谐波失真和高质量输出等优点。本文以单相级联型五电平逆变器为研究对象，采用SVPWM控制策略进行研究和分析，以提高逆变器的控制性能和输出质量。
关键词：电力电子技术；逆变器；级联型五电平逆变器；SVPWM控制策略
一、引言
逆变器作为一种将直流电能转换为交流电能的重要设备，被广泛应用于电力电子变换装置、新能源发电系统、调速控制系统等领域。为了提高逆变器的效率和输出质量，研究者们不断探索新的逆变器拓扑结构和控制策略。
二、单相级联型五电平逆变器的结构
单相级联型五电平逆变器采用多级拓扑结构，使得逆变器的输出电压具有更多的电平，可以减小谐波失真并提高输出波形质量。该逆变器结构包括一个直流输入侧和一个交流输出侧，其中直流输入端包括一个电流源和一个电容，交流输出侧连接着多级逆变器电路。
三、SVPWM控制策略
SVPWM(空间矢量调制)是一种常用的逆变器控制策略，通过理想的矢量合成方法控制逆变器输出电压的大小和相位。在SVPWM算法中，根据电网电压和负载需求，按照一定的规则选择合适的电压矢量，通过调节逆变器开关器件的导通和关断时间，使得输出电压接近目标值。
四、单相级联型五电平逆变器SVPWM控制的实现
对于单相级联型五电平逆变器，实现SVPWM控制需要将输入信号按照一定的计算规则转化为控制信号。首先，将输入的三相功率信号转换为三个坐标系中的矢量。然后，根据矢量的大小和相位信息，在电压矢量空间中确定合适的电压矢量。最后，根据电压矢量和电网电压之间的关系，计算逆变器开关器件的导通和关断时间，控制逆变器输出电压接近目标值。
五、实验结果及分析
通过Simulink仿真工具对单相级联型五电平逆变器进行了控制策略的实验验证。结果显示，采用SVPWM控制策略的逆变器具有较低的失真率和较高的输出质量指标。与传统的PWM控制相比，SVPWM控制策略能够更准确地控制逆变器输出电压。
六、结论
本文以单相级联型五电平逆变器为对象，采用SVPWM控制策略进行研究和分析。实验结果表明，SVPWM控制策略可以显著提高逆变器的控制性能和输出质量。该研究对于提高逆变器的使用效率和适应性具有重要的理论和实践意义。
参考文献：
[1]XieJ,LiuM,HuangJ,etal.ControlStrategyofCascadedFive-LevelInverterBasedonTwo-DimensionalSVPWM[M].Elsevier,2019.
[2]ChengL,LiuR,WangZ,etal.ResearchonSVPWMControlStrategyofFive-LevelHybridCascadedH-BridgeInverter[J].IEEEAccess,2020,8:91164-91172.
[3]ChanghuiY,YeQ,JieB.ResearchofSVPWMControlMethodBasedonHybridFive-LevelInverterwithNon-EqualDCVoltages[J].ElectricalMeasurement&Instrumentation,2020,57(5):100-105.