基于模块化多电平变换器的多电飞机电源系统

2024年2月7日发(作者：)

第54卷第12期电力电子技术Vol.54,

No.

122020年12月Power

ElectronicsDecember

2020基于模块化多电平变换器的多电飞机电源系统万

贽I,严林芳姜建国2(1.中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海201210；2.上海交通大学，电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海200030)摘要：多电飞机(MEA)电源系统电压等级高、额定功率大，且对可靠性、谐波含量、重量、效率等方面都有比较严格

的要求，常规两电平变换器难以满足这些系统需求。为应对该挑战，提出基于模块化多电平变换器(MMC)的MEA

电源系统。MMC具有可靠性高、谐波含量低、重量轻、效率高等特点，且具备优秀的故障穿越能力，己在中高压

电力传输、船舶电力推进、电气化铁路、电动汽车等领域获得广泛应用。与以上领域相比，MEA电源系统的主要

特点是频率远高于工频，由此带来更大的挑战。阐述了

MMC的结构和运行原理，给出一套建模、控制、调制方

法，并搭建实验系统进行验证，展示了

MMC的运行效果，表明了

MMC技术应用于MEA电源系统的广阔前景。

关键词：电源系统；多电飞机；模块化多电平变换器；建模；控制中图分类号：TN86

文献标识码：A

文章编号:1000-100X(2020)

12-0083-06Modular

Multilevel

Converter

Based

Power

System for

More

Electric

AircraftWAN

Yun1,

YAN

Lin-fang1,

JIANG

Jian-guo2(

.

Commercial

A ircraft

Corporation

of

China

Ltd.,

Shanghai

A

ireraft

Design

and

Research

Institute ,Shanghai

201210,

China')Abstract:

More

electric

aircraft

(

MEA)

power

system,

featured

as

high

voltage/power

ratings, has

strict

requirements

for

reliability,

harmonic

distortion

,

weight

and

conventional

two-level

converter

technology

finds

its

difficul­ties

to

meet

these

challenges,

and modular

multilevel

converter

(MMC)

is

therefore

proposed

for

future

MEA

power

system

application.

MMC

is

featured

as

high

reliability

,

low

harmonic

injection

,

light

weight,

high

operation

efficiency

and

fault

ride-through

has

been

widely

applied

in

medium/high

voltage

power

transmission,

electric

ship

propulsion

system,

electrical

railway

and

electric

ed

to

these

application

fields

,

MEA

power

sys­tem

requires

a

much

higher

frequency,

which

brings

a

greater

MMC

structure

and

operational

principle

are

illustrated

,

and

a

complete

method

for

MMC

modeling,

control

and

modulation

is

operation

perfor・

mance

under

the

proposed

method

is

verified

by

a

laboratory

three-phase

MMC

system

,

showing

its

promising

potential

for

being applied

in

future

MEA

power

ds:

power

system

；

more

electric

aircraft

；

modular

multilevel

converter

；

modeling

；

control1引言2飞机电源系统MEA是21世纪飞机技术发展的重要方向之

飞机电源系统从1936年的直流14.25

V提高

一。相较于常规飞机的二次能源釆用液能、气能和

到了

1946年的28

V,并最终演变为当前民用飞

电能的混合方案，MEA的二次能源统一为电能，

机主流的115

V/220

V

400 Hz的恒频交流电源。

这样能减少液压管路和气体管路的铺设，提高飞

波音787飞机采用了多电架构，电源系统的功率/

机维修性，简化航空发动机和飞机内部结构，减轻

电压等级进一步提高，总功率高达1

500

kVA,电

飞机重量，显著提高燃油经济性。同时，随着飞机

压采用230

V/400

V

360-800

Hz的变频交流电压

环控系统和电机启动器等笨重的机械系统被电气

以及整流产生的±270

V(540

V)直流电压。文献[1]

方案取代，MEA对电源容量的需求大大增加。为

给出了一套MEA恒压变频电源系统的典型架构，

保证电能传输效率，降低线缆重量，提高飞机电源

如图1所示。每个发动机都有一个发电机和起动

系统的电压等级是机载电源系统的发展趋势。器，用来产生飞机正常运行所需的绝大部分电能。

此外，波音737的辅助动力装置和冲压空气涡轮能

定稿日期:2020-04-30为飞机在地面和空中的紧急情况下提供必要的电

作者简介：万贽(1985-),男，江西南昌人，博士，工程

能。所有电能将汇集到电压恒定的115

V/230

V母

师，研究方向为电力电子与控制。线上。母线频率取决于发动机转速，在350-800

Hz83

第54卷第12期2020年12月电力电子技术Power

ElectronicsVol.54,

No.12December

2020之间，有助于提高发电效率。为实现母线电能向不

适配不同的电压等级并获得不同的电平数，电压

谐波含量小，无需加装变压器和滤波器，满足机载

同类型的用电负载传输，需要大量大功率变换器

对电能进行整流和逆变。冲压舖助发青机动空气漏轮发窈机主设备轻量化和减重要求；SM中半导体器件的开关

频率低，开关损耗和电磁噪声少，运行效率接近

99%,但变换器整体输出波形的等效开关频率很

高；优秀的故障冗余策略，个别SM故障不会影响

扳电敬芒相恒压变频母线230

V350、800

HzMMC功能和性能，备用SM可迅速投入替代故障

恒压变频母线I

I

lAC/q

lAC/1

lAC/l

rAC|

PxACl

rAc|D(>xl

I28] _

.

V]

_

.

]

：

_

]

.

_

]

I230

V

350-^800 Hz_

t

:

IVSM；MMC可实现功率的双向流动，既能实现功率

由交流侧向直流侧的整流，又能实现功率由直流

23OV恒压变频负载直流负载230

V400

Hz

I±270

V

230

V

直流

400 Hz

I

23OV侧向交流侧的逆变；MMC具备功率因数校正功

28负载负载

负载直流负载恒压变频负载能，能提高电能传输效率;MMC每个SM中包含

电容器，这些分布式的电容器耐压需求可以降低，

节省电容器成本，同时这些电容器能发挥缓冲效

果，实现了

MMC的直流端和交流端的近似解耦,

图1

MEA电源系统典型架构Fig.

1

Typical

architecture

for

MEA

power

systemMEA采用电能作为最主要的二次能源，用电

负载也随之增加，而且，这些负载大多数是非线性

提升电能传输的稳定性。MMC能很好地弥补两电

平变换器在常规飞机电源系统中的不足，同时满

足MEA电源系统的严苛要求。自问世以来,MMC已经在高压直流输电领域

设备，比如以发光二极管为主的照明和光信号设

备，带有电力电子变换器的调速电动机和电作动

机构。因此，MEA对电源系统可靠性、供电种类和

发挥了重要作用o

Siemens,

ABB和GE-Alstom利用

电源品质提出了更高的要求。为改善非线性负载

MMC技术在海上风力发电和电力并网上成功开

展了多达16个大型项目，项目开始时间从2010年

对电源质量的不利影响，这些负载在接入机载电

源系统时往往必须进行谐波处理和功率因数校

正。此外，为满足机上新增的大功率调速电机，波

到2021年，功率范围400-2

000

MW,该技术已经

达到了极高的成熟度。近些年来，MMC开始在电

动运输领域获得越来越多的关注和应用，包括电

音787采用自耦式变压整流器（ATRU）和变压整

流器（TRU）将发电机额定功率的60%由交流电整

气化铁路牵引供电系统、蓄电池储能系统、船舶电

流为直流电，但目前的ATRU和TRU体积重量庞

大，造价高昂，且只能实现功率单向流动，作动器

电动机的再生能源无法回收，电能利用率低。力推进系统和电动汽车电源系统叫在电气化铁路

牵引应用中，传统的基于二电平或者三电平变换

器的铁路动力调节器（RPC）并网时必须采用降压

3

MMC目前常规飞机的电源系统多采用两电平变换

变压器，文献［3］提出了一套基于MMC的RPC,能

够免去复杂的变压器，保证有功功率平衡，补偿谐

波电流，提高功率因数，具有极高的应用价值。文

器，这类变换器对单一半导体器件的功率/电压要

献［4］介绍了

MMC在电动船舶中压直流电源系统

求较高，因此在高压大功率场合往往需要配套变

压器。此外，两电平变换器能够输岀的电压级数

少，谐波大，需要额外加装无源或有源滤波器，增

加了体积和重量。单一半导体开关的损坏将导致

整个变换器无法正常工作，直接影响飞机的安全

性和可靠性。综上所述，两电平变换器的固有缺陷

将影响其在MEA电源系统的大规模应用。德国教

中的应用,以MMC的冗余特性为基础，额外加入

“热储备”和“冷储备”

SM,实现分层级的冗余措

施，保证电力推进系统无间断的平稳运行，提高了

系统稳定性和可靠性。文献［5］通过仿真分析和实

验测试的方式验证了

MMC在纯电动汽车电池管

理系统中的优良特性，相较基于双向DC/DC升压

变换器的传统方案，引入MMC技术可以改善传统

方案中电感元件功率要求过高，重量大，运行效率

授Marquardt于2004年提出了一种新型的多电平

电力电子变换器一MMC,主要面向高压大功率的

整流和逆变应用。MMC基于模块化构造，通过将

低等问题。MMC技术经过了十多年的研究和发

展，己经达到了相当高的成熟度，但是该项技术在

一定数量相同的子模块（SM）进行级联，实现不同

飞机电源系统中的应用和探索尚属空白。这里旨

功率/电压等级下的多电平功率变换需求。MMC

的特点可以总结如下：通过SM级联分压的方式在分析和讨论MMC的原理和特性，为其未来应用

于MEA电源系统提供借鉴和参考。84

基于模块化多电平变换器的多电飞机电源系统4

MMC基本原理MMC结构如图2所示，它包含6个变换器桥

臂，每个桥臂中级联有一定数量相同规格的SM

和1个桥臂电感L。每个SM以半桥方式连接2个

半导体开关管IGBT“IGBT2、2个二极管VD-VD2

和1个电容器。根据两个半导体开关管的开关状

态不同，SM可工作在导通、关断和截止3种状态。

导通状态对应于IGBT,导通和IGBT2关断,SM两个

端口与电容器相连，电容器连入桥臂，SM输出电

压usm为电容电压仪；关断状态对应于IGBT.关断

和IGBT?导通，SM两个端口相当于被短接，电容

器相当于从桥臂中切除，SM输出电压为零。截止

状态要求同时关断两个IGBT,它一般用于给SM

电容预充电或发生故障时的紧急操作。需要注意

的是，当SM处于导通状态时，桥臂上流过SM的

电流让将对SM电容进行充电或放电，引起uc升

高或降低。图2

MMC及其SM的结构示意图Fig.

2

Structural

schematic

diagram

of

MMC

and

SM以逆变运行为例近似分析MMC的工作原理：

从直流侧看，在任意时刻MMC每相上、下桥臂导

通的SM数量加和保持不变，通过直流侧恒定的

输入电压保证SM电压的稳定和平衡；从交流侧

看，上、下桥臂SM数量的正负差值决定了交流侧

输出端口的电压正负。如果期望的交流侧电压是

正弦电压，那么上、下桥臂导通SM数量的差值产

生的电压阶梯就要逼近正弦波形。可以想象，如果

桥臂SM的数量越多，相应的电压阶梯就越多，就

越能接近正弦电压，减少谐波成分。MMC在整流

运行时的工作原理也可进行类似分析。从以上的介绍和分析可以看出，MMC的构成

自底向上可分为SM,桥臂和MMC系统3个层级，

那么，MMC的分析方法自顶向下也对应了这3个

层级：①MMC系统层级：用以控制端口功率或端

口电流，实现MMC输入/输出功能;②桥臂层级：以

MMC每个桥臂作为一个整体，考虑该桥臂中所有

SM电容器储存的总能量，保证桥臂间能量的平均

分配;③SM层级：对SM的开关状态和SM电压进

行建模，保证每个桥臂中所有SM电容电压的稳定

和平衡。这里采用的建模和控制方法只考虑层级①

和层级②，对于层级③桥臂SM的电压平衡，采用

基于电容电压排序的多电平调制算法实现，不依

赖SM的精确建模。5

MMC连续等效模型常规两电平变换器的桥臂由于只含有半导体

开关，桥臂流过的电流不连续。MMC在正常运行

时，随着桥臂SM有规律的开通和关断，使得每个

桥臂都流过了连续且包含来自直流侧和交流侧分

量的桥臂电流。因此，在进行分析时，可以将桥臂

中所有级联SM等效为一个可控电压源。随着桥

臂SM的导通或关断，连入桥臂的SM电容器增加

或减少，该可控电压源的等效电容也在时刻改变，

这才使得MMC桥臂可同时流过交流和直流的电

流分量，传递了直流侧和交流侧之间的功率流动。

MMC的连续等效电路图如图3所示。e.,eb和e＜为MMC交流侧的三相电动势；R和厶为电阻和电抗；

乩,厶，凡和厶为直流侧的电动势、电流、电阻和电抗®(i=a,b,

c,j=p,n)分别为MMC交流端口(三相a,b,c)和直流端口(正极p

和负极n)之间的桥臂SM输出电压的加和，简称桥臂电压；R*,

鼻

为桥臂的电阻和电抗iu.,ub,uc,i.,ib,ic为MMC交流侧的端口

电压、电流。图3

MMC连续等效电路图Fig.

3

Continuous

equivalent

circuit

diagram

of

MMC5.1

桥臂电流建模首先对桥臂电流进行建模，列写从直流侧参考

点0到交流侧中性点N之间的基尔霍夫电压方

程。以a相为例，上、下桥臂对应的桥臂电流方程为:s

u^-R

i-LAiJdi-e

a—««)

,,.(

1

)%+Z?

ia+LdiJdt+e

^-uN085

第54卷第12期2020年12月电力电子技术Power

ElectronicsVol.54,

No.12December

2020通过对所有6个桥臂列写形式如式(1)的桥

臂电流方程，可以进一步推导出MMC三相交流电

流和直流电流的状态空间方程。5.2

交流电流建模根据交流端口处基尔霍夫电流方程

将式(1)中两式相减，即可得ia的状态空间方程：AiJAt=-R

L^+

(

Uan-Uap

)

/

(

2厶*

)

-

(

ea+U/vo)

/厶x

(2)

式中为MMC交流侧等效电阻和电感，满足R*=R

+

R„J2,L*=L*L„J2。由式(2)可见，a相下、上桥臂电压的差值可

以用于a相交流电流控制。同样的方法可得b相和

c相交流电流的状态空间方程。5.3

直流电流建模根据直流端口的基尔霍夫电流方程厶=订+£+

订和h=L+i^+L,将MMC

6个桥臂电流方程相加，

可得人的状态空间方程为：d/j/dt=-R^JJ厶&-(知+um+

tibp+

Ubn+

ucp+

%)/L&+3UJLm(3)

式中：尺*丄*为MMC直流侧等效电阻和电感，尺*=3心+

2Rann

,

L&—

3L由式(3)可见，6个桥臂电压的加和可以用于

直流电流控制。5.4

环路电流建模MMC桥臂电流中除了包含来自直流侧和交

流侧的电流分量外，还存在内部循环流动，不体现

在端口的电流分量，称为环路电流。由于同相两个

桥臂相当于并联在直流侧，三相之间产生的电压

不可能完全相等，因此必然会出现三相之间循环流

动的环路电流。桥臂上串联的电感有助于限制环

路电流大小。环路电流的控制机理分为稳态和动态两种情

况:①在稳态运行时环路电流应当尽量抑制，因为其

中的直流分量将引起SM电压的直流偏置发生改

变，交流分量将导致SM电压更大抖动；②在动态

运行时，通过有目的地给环路电流引入特定频率和

相位的分量，实现6个桥臂能量平衡。MMC中包

含两个独立的环路电流，环路电流的状态空间方

程及基于环路电流的桥臂能量平衡方法可参见文

献［6］。这里主要关注MMC端口性能，桥臂能量平

衡方法不进行详述。6

MMC逆变控制与调制策略6.1

MMC逆变控制器这里给出的控制策略针对MMC的逆变运行。

MMC直流侧连接5,凡和乙可忽略不计。MMC

交流侧连接一个三相阻感负载，交流电动势为零。86MMC控制器的目标是生成6个桥臂命令电

压，实现交流侧电流跟随给定值，保证桥臂总能量

稳定，其控制框图如图4所示。MMC逆变控制策

略具体分为两个部分：交流端口电流控制和内部

环流控制。交流端口电流控制釆取比例积分(PI)

控制器，依据交流电流方程式(2)设计控制参数，

控制器输入为端口相电流给定矿和该相电流测

量值咅，控制器输出量为如」。根据式(2)可知，控

制器输出翊.，相当于该相下、上两个桥臂命令电

压的差值。内部环流控制采取了简化的开环控制

方式，同相桥臂命令电压的加和等于6。这样在

MMC各桥臂参数和三相负载参数近似对称的情

况下，通过桥臂电抗可以对环路电流起到一定的

限制效果。同时，通过直流侧电压源的钳制效果，

保证SM电压稳定。根据图4中的桥臂命令电压

解算方程，可计算出6个桥臂命令电压。图4

MMC逆变控制框图Fig.

4

Block

diagram

of

MMC

inverter

control6.2

MMC调制方法MMC的调制策略必须满足两个要求：①根据

桥臂命令电压确定桥臂中所有SM的开关状态，使

之最大程度逼近当前时刻的桥臂命令电压；②选

择SM开关状态时，考虑当前桥臂电流对SM电容

的充放电影响，保证桥臂SM电容电压动态稳定

且相互平衡。MMC调制算法流程图如图5所示。图5

MMC调制算法流程图Fig.

5

Flowchart

of

MMC

modulation

algorithm

基于模块化多电平变换器的多电飞机电源系统为满足要求①，暂不考虑SM电容电压的波动

到分布式FPGA板。分布式FPGA板拥有大量的用

户可定制I/O

口，测量SM电压脉冲信号（SM电容

变化，以桥臂命令电压与SM额定电压的比值作为

输入，通过多电平调制算法来确定桥臂上应当导通

电压经电压频率变换芯片生成100-900

kHz脉冲

信号）和桥臂电流极性，根据桥臂命令电压生成SM

半导体开关的驱动信号。的SM个数nsMg＞。然后，针对要求②，可利用桥臂

电流方向和瞬时SM电容电压的排序结果来确定

桥臂中需要导通的nsMg个SMO若当前时刻桥臂

电流是正向充电电流，则电容电压最低的“sms个

SM应导通；如果当前时刻桥臂电流是负向放电电

8

实验波形在Matlab/Simulink中搭建图4所示控制器，

编程下载到dSPACE系统中。调制算法在图6所

流,那么电容电压最高的“SM3个SM应当导通。7

三相MMC实验系统为验证MMC控制和调制方法，搭建一套三相

示分布式FPGA板上编程实现。MMC直流侧电压

源为80

V,每个SM电容电压控制在16

V左右，交

流侧负载选用阻感负载，电感约为6

mH,电阻为

MMC实验系统，原理图见图6,ADC为数模转换

器，FPGA为现场可编程门阵列。分布式

FPGA

板超容氐送1O路PW心信号

秒电电发14.38

0。实验条件为交流电流给定1.5

A时的稳

态运行和交流电流给定从1

A跳变到2

A的动态运

行。图7为交流电流给定为1.5

A时实验波形。端

:2路PWM信号♦1牛1113SM&apl2路PWM信号Ucap2口电流呈现9电平波形，相应端口电流平滑连续,

幅值保持在给定的1.5

A。桥臂电压每级的电压幅

•值约为16

V,等于SM平均电压。为实现交流电流

S|>中央

控制器

dSPACE2路PWM信号Ucap51.5

A的要求，桥臂电压所有可能的6个电平全部

投入使用，从5个SM全部关断的零电平到全部

U式:桥臂电流导通的五电平。通过差分探头测量3个SM电压,

SM电压的直流偏置稳定保持在16

V,电容电压

"ap,岬,，bp,

A>n」cp,心，电气接口及信号测量板桥臂电流

方向~2路PWM信号UcanlI

'

具有

9路ADC

&

内部FPGAI电压I分布式FPGA板电容

电压，

发送

10路PWM

SM

an

ISM

an2SMbnlSMSM

cn

1SM有大概1

V的稳定波动。通过提高电容容值，减小

交流侧电流给定，提高交流电压频率或增大桥臂

采集5个

2路PWM信号Ucan2电感等手段，均能有效减小SM电压抖动。40

>

20-402路PWM信号San

5信号分布处理器2W

0繇一电气隔离-20

WA0.02

0.04

VVW0.06

0.08图6实验系统原理图Fig.

6

Schematic

diagram

of

experimental

system整个硬件分为功率部分和电子部分，二者之间

采用光耦元件进行电气隔离。功率部分包含一个

三相MMC系统、直流供电电源、三相阻感负载和

SM预充电电源。MMC每个桥臂包含5个级联SM,

图7端口电流给定1.5

A时的实验波形Fig.

7

Experimental

waveforms

when

reference

currents

is

1.5

A半导体开关选用IRLR/U3410PbF型MOSFET,驱

动芯片为AUIR2191S。电气接口及信号测量板连

接了

MMC的6个桥臂，可用于测量桥臂电流和交

流端口电压，板上布置了比较器，可直接生成桥臂

图8为交流电流给定从1

A阶跃上升为2

A

时的实验波形。可以看出MMC系统能极快地响应

电流给定阶跃，具有极好的动态响应特性。a相

电流的方向信号。电子部分采用分层架构，包括了

1个基于dSPACE系统的中央控制器和6块分布

上、下桥臂电压从1

A时的4级电平升高为6级

电平，以满足更大的电流输出要求。SM开关频率

式FPGA板。中央控制器测量系统级量，完成整个

系统的核心控制算法，生成桥臂命令电压后发送为1

kHz,交流输出电压的等效开关频率为5

kHz,

交流电流波形平滑，正弦性良好。87

第54卷第12期2020年12月40

>

20

J-20

电力电子技术Power

ElectronicsVol.54

,

No. 12December

2020参考文献[1]

Sarlioglu

B,

Morris

Electric

Aircraft:

Review,

Cha­-403

€

0

£llenges

,and

Opportunities

for

Commercial

Transport

Air-

craft[J].IEEE

Trans,

on

Transportation

Electrification,

2015,

0.04

0.08

0.12

0.16

0.2t/s-3f0

1(1):54-64.图8

a相端口电压和电流波形[2]

Ronanki

D,Williamson

r

Multilevel

Converters

for

Transportation

Electrification :

Challenges

and

Opportuni-

ties[J].IEEE

Trans,

on

Transportation

Electrification,

2018,

Fig.

8

External

voltage

and

current

waveforms

of

phase

a9结论介绍了一种有望应用于多电飞机电源系统的

4(2):399-407.[3]

Song

S ,

Liu

J ,

Ouyang

S,et

al.A

Modular

Multilevel

Co­nverter

Based

Railway

Power

Conditioner

for

Power

Bal­电力电子拓扑一MMC。该拓扑采用模块化的设计

概念，通过子模块级联的方式实现大量的电平级

数，灵活地适配不同电压范围，能够有效降低谐波

ance

and

Harmonic

Compensation in

Scott

Railway

Traction

System

[A].2016

IEEE

8th

International

Power

Electronics

and

Motion

Control

Conference[C].2016

：

2132

-

含量，提高电源品质，省去了额外加装变压器和滤

波器，在节省飞机空间的同时又给飞机减重，从而

[4]

Y,

Li

Z,

Zhao

S,

et

and

Implementation

提升了飞机的经济性。此外,MMC模块化的构成方

式便于加入冗余策略，一旦个别子模块发生故障,

of

A

Modular

Multilevel

Converter

(

MMC)

With

Hierar­chical

Redundancy

Ability

for

Electric

Ship

MVDC

Sys­tem

[J].

IEEE

Journal

of

Emerging

and

Selected

Topics

桥臂中备用的冗余子模块可以直接投入运行，提

高了机载电源系统功能的连续性和可靠性。对于未

in

Power

Electronics,

2017,5(1)：

189-202.来以电能为主的多电飞机，MMC技术可以用于实

现飞机上大功率的整流和逆变应用，是一套极具竞

争力的解决方案。这里给出一套针对模块化多电

[5]

Quraan

M

,

Yeo

T,Tricoli

and

Control

of

Mod­ular

Multilevel

Converters

for

Battery

Electric

Vehicles[J].

IEEE

Trans,

on

Power

Electronics

,2016,31(1)：

507-517.平变换器的建模、控制和调制方法，通过搭建三相

[6]

Muench

P,

Goerges

D

,

Izak

M

,et

ated

Current

Control,

Energy

Control

and

Energy

Balancing

of

Modul­ar

Multilevel

Converters

[A].

36th

Annual

Conference

on

模块化多电平变换器实验系统进行了实验验证，

对MMC运行效果进行了展示。IEEE

Industrial

Electronics

Society[C].2010： 1357-1359.（上接第82页）额定电流270

A,开关频率8.3

kHz,

参考文献[1]

[2]

进行窄脉冲抑制前后的并网实验。图6为逆变器

有功功率为160

kW时，b相逆变电流讣及ab相

薄保中，刘卫国，罗

兵，等.三电平逆变器窄脉冲补

偿方法研究[J].电力自动化设备,2014,42(8):25-28.线电压血波形，可以看出，实验结果表明，窄脉冲

抑制方法能较好的优化并网电流。((鰹嬰

、vooz)/q-Shun

Jin,

Yanru

Zhong.A

Novel

Three-level

SVPWM

Al­gorithm

Considering

Neutral-point

Control

[A].Narrow-pul­se

Elimination

and

Dead-time

Compensation[CJ.2004:688-

:J"蟲…[虫

?J((宦嬰

、

05结论分析了三电平逆变器窄脉冲的生成机理，并

在此基础上提出一种窄脉冲抑制方法，在消除窄

[5]

脉冲的同时，避免了三相不对称、电流波形失真等

问题。实验验证了提出的方案的正确性及可行性。88AOSCMq5aA3$

〃（10

ms/格）（b）窄脉冲抑制后vooo'qj[3]

Hyo

L

Liu,

Gyu

H

-level

Space

Vector

PWM

in

Low

Index

Modulation

Region

Avoiding

Narrow

Pulse

Pr­oblem

[J].IEEE

Trans,

on

Industrial

Applications,

1994

,

〃（10

ms/格）

（a）窄脉冲抑制前

9(5):481-486.[4]

Wang

Ran,

Liang

Ma,

Fei

Lin,

et

-sequence

Volta­图6实验波形Fig.

6

Experimental

waveformsge

Injection

for

Narrow

Pulse

Compensation

and

Neutral

Point

Potential

Balancing

of

NPC

Inverter[A].IPEMC[C].

2009：887-891.B

Guan,

C

Wang.

A

Narrow

Pulse

Compensation

Method

for

Neutral

-point

-clamped

Three-level

Converters

Con­sidering

Neutral-point

Balance[A].2015

9th

International

Conference

on

Power

Electronics

and

ECCE

Asia[C].2015

：

2770-2775.