共模电压 matlab,三电平并网逆变器共模电压抑制方法研究

3 SPWM控制及共模电压影响

常规SPWM对NPC三电平并网逆变器三相桥臂控制方式为：以a相为例，就是一个正弦波和等幅值、同相位、位置相差一个幅值的两个三角载波进行比较后得到NPC三电平逆变器a相桥臂中4个IGBT开关管驱动控制信号，如图4a所示；再将正弦波调制信号分别前后移动120°，经过与相同载波比较后得到c，b两相桥臂IGBT开关管的驱动控制信号。通过Matlab 7．0仿真分析常规SPWM控制策略用于图1所示NPC三电平并网逆变器的工作情况。为便于分析，假设直流侧电容电压不发生中点电位偏移，直流侧电压Udc=300V。由仿真可知，在该调制策略下，共模电压的负面影响很大，幅值的变化较大。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/177832.htm

基于以上分析以及对NPC三电平并网逆变器共模抑制的效果，再结合图3中各开关状态组合及对应的共模电压大小。可明显判断，只要对常规SPWM调制策略进行改进，增加一个限定条件：仅选择开关状态组合后Ucom≤Udc／6的开关状态参与调制波的发生，即可有效减小共模电压幅值，并能较好兼顾输出波形质量。

新型SPWM对NPC三电平并网逆变器三相桥臂控制方式为：以a相为例，就是一个正弦波和等幅值、反相位、位置是背靠背的两个三角载波进行比较后得到三电平逆变器a相桥臂中4个IGBT开关管的驱动控制信号，如图4b所示；再将正弦波调制信号分别前后移动120°，即可得到c．b两相桥臂开关管的驱动控制信号。

为便于比较效果，仍采用Matlab 7．0仿真分析新型SPWM控制策略应用于NPC三电平并网逆变器抑制共模电压的运行情况。假设条件与常

规SPWM时相同。由仿真可见新型三电平SPWM策略比常规SPWM更有效抑制了共模电压，进一步降低了其所带来的负面效应，同时还能较好兼顾输出相电流波形。

4 实验验证

搭建了基于TMS320F2812+CPLD1270的2 kW三电平并网逆变器系统，进行了共模电压抑制实验研究。实验参数为：Udc=300 V，C1=C2=3 400μF，L=1．5mH，开关频率为4kHz。

图5a，b为常规SPWM和新型SPWM策略应用于NPC三电平并网逆变器之后的相电流波形比较，可见后者相电流波形稍差。图5c，d为常规SPWM和新型SPWM策略应用于NPC三电平并网逆变器后的共模电压ucom波形比较。可见，同等条件下，采用新型SPWM时ucom的幅值降为原来的1／2，大幅减小了Ucom有效值，极大地降低了负面效应。由实验可知，新型SPWM调制策略有效抑制了共模电压，并兼顾了输出相电流波形。

5 结论

搭建了2 kW NPC三电平并网逆变器的实验平台，采用TMS320F2812+CPLD作为系统控制核心，通过深入分析共模电压形成的机理，结合常规SPWM策略对共模电压的抑制效果，提出一种新型的SPWM方法。仿真分析表明，后者调制策略优于前者，能够更好地抑制共模电压。实验结果证明提出的新型SPWM方法有效、可行，同时该方法具有一定的工程应用参考价值。

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