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电力电子变换器五电平H桥级联逆变器拓扑与控制技术设计.docx
资料介绍
电力电子变换器五电平H桥级联逆变器拓扑与控制技术设计
1 引言
H桥级联（CHB）多电平变换器通过多个H桥单元级联，可输出多个电平，在中高压电机驱动、STATCOM和光伏逆变器中应用广泛。CHB变换器使用独立的直流电源，在每个H桥单元中，使用独立的直流母线，不需要中性点，不存在中点电位平衡问题。CHB变换器的输出电平数由级联的H桥单元数量决定，每个H桥单元输出三电平，两个H桥级联输出五电平，三个H桥级联输出七电平。CHB变换器的模块化设计使其易于扩展和维护，在高压直接驱动和光伏系统中优势明显。本章将系统阐述五电平CHB逆变器的拓扑结构、调制策略、直流母线电压平衡控制以及设计要点，为CHB逆变器设计提供系统指导。
2 拓扑结构
2.1 基本结构
五电平CHB逆变器由两个H桥单元级联组成，每个H桥单元有独立的直流母线。输出电压为两个H桥单元输出电压之和，可输出五个电平：-2Vdc、-Vdc、0、+Vdc、+2Vdc。每个H桥单元由四个开关管组成，通过PWM控制，输出三电平电压（-Vdc、0、+Vdc）。在五电平CHB中，输出电压的谐波含量远低于两电平逆变器，在相同输出质量下，输出滤波器体积可大幅减小。
2.2 独立直流母线
CHB逆变器的每个H桥单元需要独立的直流电源，在光伏系统中，每个H桥单元可由独立的光伏组串供电，实现组串级MPPT，在部分遮挡时提高发电量。在电机驱动系统中，每个H桥单元由独立的整流器供电，需要使用移相变压器，在高压输入时，需要多绕组变压器为各H桥单元供电。
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