三电平逆变器 [三电平逆变器的主电路结构及其工作原理] 三电平逆变器工作原理

[三电平逆变器的主电路结构及其工作原理] 三电平逆变器工作原理

三电平逆变器的主电路结构及其工作原理

所谓三电平是指逆变器交流侧每相输出电压誉弊相对于直流侧有三种取值，正端电压(+Vdc/2)、负端电压(-Vdc/2)、中点零电压(0)。二极管箱位型三电平逆变器主电路结构如图所示。逆变器每一相需要4个IGBT开关管、4个续流二极管、2个箱位二极管;整个三相逆变器直流侧由两个电容C1、C2串联起来来支撑并均衡直流侧电压，C1=C2。通过一定的开关逻辑控制，交流侧产生三种电平的相电压，在输出端合成正弦波。

三电平逆变器的工作原理

以输出电压A相为例，分析三电平逆变器主电路工作原理，并假设器件为理想器件，不计其导通管压降。定义负载电流由逆变器流向电机或其它负载时的方向为正方向。

(l) 当Sa1、Sa2导通，Sa3、Sa4关断时，若负载电流为正方向，则电源对电容C1充电，电流从正极点流过主开关Sa1、Sa2，该相输出端电位等同于正极点电位，输出电压U=+Vdc/2;若负载电流为负方向，则电流流过与主开关管Sa1、Sa2反并联的续流二极管对电容C1充电，电流注入正极点，该相输出端电位仍然等同于正极点电位，输出电压U=+Vdc/2。通常标识为所谓的“1”状态，如图所示。

“1”状态 “0”状态

“-1”状态

(2) 当Sa2、Sa3导通，Sa1、Sa4关断时，若负载电流为正方向，则电源对电容C1充电，电流从O点顺序流过箱位二极管Da1，主开关管Sa2:，该相输出端电位等同与0点电位，输出电压U=O;若负载电流为负方向，则电流顺序流过主开关管Sa3和箱位二极管Da2，电流注入O点，该相输出端电位等同于O点电位，输出电压U=0，电源对电容C2充电。即通常标识的“0”状态，如图所示。

(3) 当Sa3、Sa4导通，Sa1、Sa2关断时，若负载电流为正方向，则电流从负极点流过与主开关Sa3、Sa4反并联的续流二极管对电容C2进行充电，该相输出端电位等同于负极点电位，输出电压U=-Vdc/2;若负载电流为负方向，则电源对电容C2充电，电流流过主开关管Sa3、Sa4注入负极点，该相输出端电位仍然等同于负极点电位，输出电压U=-Vdc/2。通常标识为“-1”状态，如图所示。

三电平逆变器工作状态间的转换

相邻状态之间转换时有一定的时间间隔，称之为死区余厅时间 (DeadTime)，即从“l”到“0”的过程是:先关断Sa1，当一段死区时间后Sal截止，然后再开通Sa3;从“0”到“-1”的过程是:先关断Sa2，当一段死区时间后Sa2截止，再开通Sa4。“-l”到“0”以及“0”到“l”的转换与上述类似。

如果在Sa1，没有完全被关断时就开通Sa3，则Sa1、Sa2、Sa3串联直通，从而直流母线高压直接加在Sa4上，导致Sa4毁坏。所以在开关器件的触发控制上，一定的死区时间间隔是必要的。

同时需要注意的是，这三种状态间的转换只能在“1”与“0”以及“0”与“-1”之间进行。决不允许在竖虚隐“1”与“-1”之间直接转换，否则在死区时间里，一相四个开关容易同时连通，从而将直流母线短接，后果十分严重。同时，这样操作也会增加开关次数，导致开关损耗的增加。所以，“1”和“-1”之间的转换必须以“0”为过渡。

单相三电平逆变器的特点

多电平输出，降低电磁干扰，提高效率和控制灵活。
1、多电平输出，相比传统的二电平逆变器，单相T型三电平逆变器具有更多的输出电平，可以产生更接近正弦波的输出波形，减小了谐波含量。
2、降低电磁干扰袜慎，多电平输出可以减小逆变器输出告改敬端的电压纹波，从而降低电磁干扰对其他电子设备的影响。
3、提高效率，多电平输出可以更好地匹配歼拆负载，提高逆变器的效率，减少能量损耗。
4、控制灵活，单相T型三电平逆变器可以通过合理的开关控制策略实现对输出波形的精确控制。

三电平电路的逆变器概述

逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

什么是单相三电平逆变器?

当今世界电能越来越成为人们日常生活和工业生产中的重要能源而其质量和指标在不同的情况下有不同的要求。随着交流电机调速技术的逐渐成熟高性能大容量的交流调速技术显得尤为重要。三电平逆变器由于具有输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小、控制方法成熟简单等优点在中高压调速领域得到了广泛的应用。而正弦脉宽调制SPWM方法是三电平逆变器的核心技术之一。本文介绍了单相三电平逆变器的结构和基本原理及其SPWM控制法的原理并以载波同向SPWM法对三电平逆变器进行控制。 本文基于MATLAB/SIMULINK对三电平逆变电路建立模型并进行开环、闭环仿真从而分析了逆变器输出电压的谐波含量、电压稳定度。采用PI调节器设计对逆变器设计了双闭环控制同时对负载能力进行研究。 关键词 三电平逆变器 正弦脉宽调制 MATLAB PI调节器错误未找到引用源。***** 你可以到论坛找车爸爸,给你更满意的答案.---->

三电平逆变器较二电平逆变器的优势是什么?

主要的优势有:同样的开关频率,三电平的电流开关纹波为2倍开关频率,这样可以减小逆变器的电感(电感值可以减小一半,电流基本不变,电感的体积减半),同样DC直流母排可以减小,高频电流纹波减小了。

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。

通过点烟器输出的车载逆变是20W 、 40W、 80W、 120W到150W 功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。

把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。

“中点箝位型三电平逆变器”中“中点钳位”是什么意思？“中点钳位”有什么作用？

二极管NPC三电平拓扑最早由A. Nabae等人以论文的方式系统系统的提出，并已广泛应用于电力传动领域。相对于传统的两电平全桥逆变器，三电平NPC逆变器具有一系列优点：1）开关损耗小，效率高；2）开关动作时dv/dt小，引起的电磁干扰（EMI）小；3）输出电压波形为三电平，谐波含量少，所需的滤波电感量小，有利于降低系统成本和功率损耗。

所谓的中点钳位，是将直流电源的 “中点” 与 交流侧 的地 或者 N 点相连。 这样做的好处是 可以大大降低 共模干扰， 用在电机驱动时，可以消除 转定子之间的漏电流；用在杂散电容较大的电路时，也可以消除漏电流，从而 提高EMI 特性。

当然由于 每次换流NPC拓扑 只有一个器件参与换流，因此此种拓扑的效率也更高..

我虽然算不上是专家，但 写过几篇关于 NPC， Conergy NPC，Active NPC的论文，有什么不懂的可以问我..

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