科華ups電源采用三電平技術(shù)突出特點(diǎn)

科華ups電源三電平與傳統(tǒng)二電平的區(qū)別

三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)于兩電平在性能上有很多優(yōu)勢(shì)，但是也存在中點(diǎn)電位不平衡這一固有問題。 基于簡(jiǎn)化的三電平空間矢量脈寬調(diào)制(space vector pulse width modulation，SVPWM)，提出一種混合式的三電平中點(diǎn)平衡控制策略。該控制策略在低調(diào)制度下，根據(jù)中點(diǎn)電壓偏移情況，結(jié)合三相電流，明確重疊區(qū)域的扇區(qū)選擇原則，克服非冗余小矢量造成的中點(diǎn)偏移；高調(diào)制度下，充分考慮中矢量對(duì)中點(diǎn)偏移的影響，對(duì)不同的小三角形設(shè)置不同的時(shí)間控制因子，實(shí)現(xiàn)對(duì)中點(diǎn)電位平衡的精細(xì)化控制。

什么是科華ups電源三電平技術(shù)

科華ups電源三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有輸出容量大、輸出電壓高、電流諧波含量小等優(yōu)點(diǎn)，使得科華ups電源三電平結(jié)構(gòu)在高壓大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。研究對(duì)不同負(fù)載情況下影響中點(diǎn)電位的因素進(jìn)行了分析，將中點(diǎn)電位的不平衡分為低頻振蕩和電壓偏移兩種情況，三電平逆變器在接線性負(fù)載時(shí)輸出的負(fù)序電流和接非線性負(fù)載時(shí)電流的奇次諧波都會(huì)造成中點(diǎn)電位的低頻振蕩；接非線性負(fù)載時(shí)電流的偶次諧波會(huì)造成中點(diǎn)電位的偏移，其中輸出電流的 2 次和 4 次諧波是造成偏差的主要原因。 當(dāng)電容電壓偏差過大時(shí)會(huì)造成輸出電流波形畸變率增大， 低次諧波含量增加； 當(dāng)不平衡現(xiàn)象加劇時(shí)，甚至有可能造成功率開關(guān)器件損壞。所以要保證三電平變換器的性能，就必須保證中點(diǎn)電位的平衡。研究探究了中點(diǎn)平衡算法的平衡能力與調(diào)制度及功率因數(shù)角之間的關(guān)系，證明了中點(diǎn)平衡算法總是在調(diào)制度低于一個(gè)最大值 MMAX時(shí)才能實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的完全平衡， 而MMAX 的大小與功率因數(shù)角密切相關(guān)，當(dāng)功率因數(shù)角為正負(fù) 90°時(shí)，MMAX 值最小，即此時(shí)最難實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位平衡。基于參考電壓矢量分解的簡(jiǎn)化三電平算法可以使傳統(tǒng)的三電平空間矢量脈寬調(diào)制(space vectorpulse width modulation，SVPWM)算法的計(jì)算得到很大的簡(jiǎn)化。研究提出一種簡(jiǎn)化三電平SVPWM 算法，將三電平空間矢量里 6 個(gè)中矢量的頂點(diǎn)中相對(duì)面的兩個(gè)頂點(diǎn)兩兩相連，得到的三條線將該六邊形區(qū)域平均分成 6 個(gè)四邊形的扇區(qū)，該算法可以得到相應(yīng)的七段式開關(guān)序列，但簡(jiǎn)單的七段式開關(guān)序列會(huì)造成明顯的中點(diǎn)電位不平衡。 研究針對(duì)七段式開關(guān)序列在有些扇區(qū)存在的由于小矢量不成對(duì)出現(xiàn)造成的中點(diǎn)電位不平衡的問題，提出了一種九段式的開關(guān)序列，保證在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)小矢量總是成對(duì)出現(xiàn)的。這種方法在低調(diào)制度時(shí)會(huì)起到很好的中點(diǎn)平衡作用，但是在大功率應(yīng)用場(chǎng)合開關(guān)次數(shù)增多增加了開關(guān)損耗，同時(shí)在高調(diào)制度時(shí)這種方法基本起不到平衡作用。研究中提出了一種無電流傳感器的中點(diǎn)電位平衡控制方法，在兩個(gè)扇區(qū)的重疊區(qū)域，根據(jù)中點(diǎn)偏移情況選擇扇區(qū)，在非重疊區(qū)域，將一對(duì)冗余小矢量的作用時(shí)間完全分配給有利于中點(diǎn)平衡的小矢量。這種方法總體上能對(duì)中點(diǎn)平衡起到很好的效果，但是無電流傳感器在個(gè)別情況可能會(huì)造成誤調(diào)節(jié)，而非重疊區(qū)域?qū)⒁粚?duì)冗余小矢量的作用時(shí)間完全分配給一個(gè)有利于中點(diǎn)平衡的小矢量，不能實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的精確調(diào)節(jié)，同時(shí)兩個(gè)開關(guān)周期銜接時(shí)有可能產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上開關(guān)器件同時(shí)動(dòng)作的情況，增加開關(guān)損耗。研究中提出了一種計(jì)算冗余小矢量時(shí)間控制因子的中點(diǎn)電位平衡方法，這種方法可以起到一定的中點(diǎn)平衡作用，但是在小矢量不成對(duì)出現(xiàn)的情況下，沒有充分發(fā)揮非冗余小矢量對(duì)中點(diǎn)電位的調(diào)節(jié)作用，在中點(diǎn)偏差過大時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的完全 平 衡 。 研究提 出 了 一 種 針 對(duì) 基 于 傳 統(tǒng)SVPWM 算法和虛擬矢量調(diào)制算法相結(jié)合的調(diào)制算法的中點(diǎn)平衡方法，根據(jù)不同的情況設(shè)置扇區(qū)分配規(guī)則并計(jì)算冗余矢量的時(shí)間控制因子從而實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位的平衡，但該方法過于繁雜，魯棒性較差。