基于動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的三電平變換器中點(diǎn)電壓平衡控制

趙紅雁，劉 明,李 艷,*，林 飛,張純江

(1.北京交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院，北京 100044；2.燕山大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河北 秦皇島066004)

0 引言

三電平變換器的中點(diǎn)電壓(Neutral Point Voltage,NPV)不平衡是指直流母線兩個(gè)串聯(lián)電容上的電壓值不相等。導(dǎo)致該問題的因素包括但不限于[1-3]：三相參數(shù)(電壓、電感、功率開關(guān)等)不平衡或不一致；兩串聯(lián)電容的負(fù)載電阻值不相等或容值不一樣；直流側(cè)中點(diǎn)電流含有低頻諧波等。

NPV不平衡會(huì)導(dǎo)致主功率器件和串聯(lián)電容上承受的電壓應(yīng)力不均，易導(dǎo)致器件損壞[4-6]；會(huì)使電流中諧波成分增加，電流質(zhì)量下降；另外，有可能導(dǎo)致三電平特性退化。

很多學(xué)者對(duì)NPV問題展開了研究，提出了多種方法，整體上能夠歸為兩類：硬件方法[7-9]和軟件方法[4,10-16]。

硬件方法一般僅在三電平逆變器場(chǎng)合應(yīng)用，通過直流電源替換直流母線的電容實(shí)現(xiàn)[7]。另外還能夠通過添加硬件電路的方式控制或調(diào)整流入直流側(cè)中點(diǎn)的電流[8-9]進(jìn)而控制NPV。綜合來講，硬件方法靈活性差、成本較高、對(duì)不同類型的NPV不平衡問題的控制效果差異較大，良莠不齊。

軟件方法實(shí)現(xiàn)對(duì)NPV的控制具有靈活性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，被更多地采用。文獻(xiàn)[10-11]介紹了基于零序電壓注入的NPV控制方法，其通過提前預(yù)測(cè)直流側(cè)兩電容上的電壓差值變化的方式來控制NPV偏差快速減小，但其控制精度較差，系統(tǒng)不同運(yùn)行狀態(tài)下控制效果不一。文獻(xiàn)[12]提出一種基于VSVPWM的NPV控制方法，其與基于傳統(tǒng)基于SVPWM方法的控制方法相比，開關(guān)切換頻次增加，導(dǎo)致效率降低。文獻(xiàn)[14]給出一種向中點(diǎn)電流中疊加三倍頻諧波分量的控制器，該控制器能夠在全功率因數(shù)范圍內(nèi)控制NPV平衡，但其不足之處在于控制器的輸入量為三倍頻的交流分量，導(dǎo)致控制器的設(shè)計(jì)過程復(fù)雜且困難。文獻(xiàn)[15]中介紹了一種混合空間矢量調(diào)制方法，該方法利用七段分區(qū)的方式實(shí)現(xiàn)，其與傳統(tǒng)基于空間矢量的調(diào)制方法相比，開關(guān)切換次數(shù)增加、損耗較大。綜上分析，各種利用軟件方法實(shí)現(xiàn)的NPV控制方法，均能夠在一定條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)NPV的平衡控制，但也各有不足之處。因此，研究一種實(shí)現(xiàn)過程靈活簡(jiǎn)單、調(diào)整速度快精度高且對(duì)系統(tǒng)三相電流質(zhì)量影響小的NPV控制方法仍然是有必要和有意義的。

本文針對(duì)三相VIENNA電路NPV控制展開研究。通過分析VIENNA電路中小矢量對(duì)NPV作用與影響，提出一種通過動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的NPV控制策略。其通過判斷NPV的波動(dòng)情況來動(dòng)態(tài)選擇合適的小矢量對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。利用仿真和實(shí)驗(yàn)的方式，把所提出的方法與傳統(tǒng)基于PI調(diào)節(jié)器的零序電壓注入(Zero Sequence Voltage Injection，ZSV-J)法[17]進(jìn)行了比較分析，證明了所提出方法的可行性和具有的優(yōu)勢(shì)。

1 中點(diǎn)電壓不平衡問題分析

1.1 中點(diǎn)電壓不平衡產(chǎn)生的原因

VIENNA電路拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 VIENNA電路拓?fù)銯ig.1 Topology of VIENNA circuit

圖1右半部分虛線框內(nèi)為VIENNA電路直流部分，本文要分析的中點(diǎn)電壓?jiǎn)栴}即在直流側(cè)。以直流側(cè)的中點(diǎn)N為電壓參考點(diǎn)，定義流入點(diǎn)N的電流為iN；流過C1和C2的電流分別為iC1和iC2；兩電容C1、C2容值相等，即C1=C2=C；直流母線電壓定義為vdc，兩電容電壓分別定義為vdc1和vdc2，由電流對(duì)電容的充電過程理論可知：

(1)

式中，vdc1_0,vdc2_0分別為C1和C2的零時(shí)刻電壓。

依據(jù)基爾霍夫電流定律(Kirchhoffs Current Law,KCL)，能夠得出：

iN=iC2-iC1。

(2)

由式(1)和(2)可得NPV偏移量Δvdc為

(3)

由式(3)知，導(dǎo)致NPV不平衡的根本原因?yàn)閕N在一個(gè)控制周期Ts內(nèi)的積分值不為零，進(jìn)而導(dǎo)致電容C1與C2的充放電壓不相等。因此，在NPV發(fā)生偏移時(shí)，通過調(diào)整iN的流向或大小即可對(duì)NPV產(chǎn)生作用，使NPV再次保持平衡。

定義三相交流電流in(n=a,b,c)和三相電壓en,如圖1中所示，以流出三相電壓en的方向?yàn)閕n的正方向。同時(shí)定義三相開關(guān)函數(shù)sn，sn滿足：

。

(4)

由圖1中可見，只有當(dāng)三相中的某相或多相開關(guān)Sn開通，即對(duì)應(yīng)的開關(guān)函數(shù)sn=1時(shí)，中點(diǎn)電流iN所對(duì)應(yīng)的支路才有電流流過，iN才不為零，如果三相開關(guān)均關(guān)斷，即對(duì)應(yīng)的三相開關(guān)函數(shù)均滿足sn=0時(shí)，中點(diǎn)電流iN所對(duì)應(yīng)的支路無電流流過，iN的值亦為零。因此，VIENNA電路直流側(cè)中點(diǎn)電流iN的值取決于三相開關(guān)sn和三相電流in，即滿足：

iN=saia+sbib+scic。

(5)

因此，由式(5)可見在NPV不平衡時(shí)，可選擇不同電壓矢量，即不同的三相開關(guān)狀態(tài)組合來調(diào)整NPV，使其重新平衡。

1.2 不同電壓矢量對(duì)中點(diǎn)電壓的影響

由圖1可知，某相開關(guān)Sn開通和關(guān)斷,電流會(huì)有不同的流通路徑，具體則為路徑n-Po,n-N或n-Pe。為了便于分析，在此定義另一個(gè)關(guān)于開關(guān)Sn的函數(shù)SWn,即

。

(6)

根據(jù)三相開關(guān)Sn的不同開關(guān)狀態(tài)和電流的流通路徑，可得出VIENNA電路共有25個(gè)電壓矢量，整體可以分為四大類：零矢量、大矢量、中矢量和小矢量。其中，小矢量又包括正小矢量和負(fù)小矢量。表1給出了不同類型矢量所對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流iN。

表1 不同類型矢量所對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流iNTab.1 Corresponding iN of different vectors

在此利用電流流入或流出直流側(cè)中點(diǎn)N的方式表示不同類型的電壓矢量對(duì)iN方向產(chǎn)生的影響，令流入中點(diǎn)N的方向?yàn)檎较?，流出中點(diǎn)N的方向?yàn)樨?fù)方向。由表1可見，零矢量和大矢量所對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流iN均為0，表明零矢量和大矢量對(duì)NPV不產(chǎn)生任何影響，因此也不能用零矢量和大矢量對(duì)NPV進(jìn)行調(diào)整或者控制；中矢量所對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流iN不為零，表明中矢量會(huì)對(duì)NPV產(chǎn)生影響，但由于不同的中矢量對(duì)NPV產(chǎn)生的影響不同，且無明顯的規(guī)律可循，因此不適合于利用中矢量對(duì)NPV進(jìn)行調(diào)整或控制；同樣，正小矢量和負(fù)小矢量所對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流iN亦不為零，因此不同的小矢量也會(huì)對(duì)NPV產(chǎn)生影響。由表1中可見正小矢量和負(fù)小矢量是成對(duì)出現(xiàn)的，且成對(duì)出現(xiàn)的正負(fù)小矢量對(duì)中點(diǎn)電壓的作用效果正好相反，因此可根據(jù)正負(fù)小矢量的該特點(diǎn)，通過調(diào)整正負(fù)小矢量的選擇方式或工作時(shí)間達(dá)到對(duì)NPV進(jìn)行調(diào)整或控制的目的。

2 動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的中點(diǎn)電壓平衡控制策略

2.1 基本原理

由表1知，正負(fù)小矢量對(duì)NPV的作用正好相反。因此，根據(jù)NPV波動(dòng)方向及幅度，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式即可對(duì)NPV進(jìn)行控制。

在三電平變換器控制中，通常把一個(gè)工頻周期等分為6段，每段60度區(qū)間，同時(shí)利用三電平矢量和兩電平矢量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在每個(gè)60度區(qū)間將三電平矢量對(duì)應(yīng)為一個(gè)兩電平矢量分布，在此區(qū)間內(nèi)將三電平變換器等效為三相兩電平變換器進(jìn)行控制[18]。此過程中，成對(duì)的小矢量恰好對(duì)應(yīng)三相兩電平變換器的零矢量，如圖2所示。

圖2 三電平小矢量到兩電平零矢量的等效過程Fig.2 Equivalent process from three-level small voltage vector to two-level zero voltage vector

兩電平零矢量V0包含兩個(gè)，為V00[000]和V07[111]。如果控制邏輯確定要執(zhí)行零矢量，則下一步還要在兩個(gè)零矢量間做出選擇。通常，為減少各橋臂開關(guān)狀態(tài)切換頻次及電流THD，在對(duì)兩個(gè)零矢量進(jìn)行選擇時(shí)，一般會(huì)根據(jù)“最小開關(guān)切換次數(shù)”的原則實(shí)施，即根據(jù)上一控制周期各相的開關(guān)狀態(tài)，在本周期對(duì)兩個(gè)零矢量做出二選一選擇時(shí)，確保僅有其中一相的開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化。

“最小開關(guān)切換次數(shù)”原則通過下式實(shí)現(xiàn)：

(7)

通過分析，利用VIENNA電路小矢量對(duì)NPV控制的過程可以等效為在每個(gè)60度區(qū)間(對(duì)應(yīng)兩電平矢量分布)內(nèi)選擇性控制兩個(gè)零矢量工作時(shí)間的過程。因此，提出一種基于動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的NPV控制方法。通過判斷NPV是否在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)來決定是否需對(duì)其進(jìn)行控制，并根據(jù)其波動(dòng)方向來選擇合適矢量進(jìn)行控制。

定義NPV允許的波動(dòng)范圍[Δvdc-，Δvdc+]，并根據(jù)該波動(dòng)范圍的限制來定義變量k：

(8)

式中，k為判斷NPV是否超出波動(dòng)范圍的變量。

符號(hào)變量k的獲得方法如圖3所示。

圖3 符號(hào)變量k的獲得方法Fig.3 Acquisition method of the symbolic variable k

由圖3可見，當(dāng)NPV超出規(guī)定允許的最小波動(dòng)范圍之后，k分別取值0或1，k取值0或1維持的時(shí)間是和NPV超出最小波動(dòng)范圍的幅度和時(shí)間有關(guān)系的，只要NPV超出了最小波動(dòng)范圍，k的值即維持0或1，直到控制策略將NPV調(diào)整回規(guī)定允許的最小波動(dòng)范圍之內(nèi)為止，該維持時(shí)間為控制周期Ts的整數(shù)倍。

進(jìn)一步，結(jié)合k再定義兩個(gè)變量k1和k2，表2中給出了k與k1、k2之間的關(guān)系。

表2 NPV平衡控制需求判斷規(guī)則表Tab.2 Judgment rule of NPV control requirements

由表2中定義可知，k=0表示NPV沒有超出規(guī)定的最小波動(dòng)范圍，該情況下分別令k1=1、k2=0，即不需要加入NPV控制功能。而k=-1或k=1表示NPV超出規(guī)定允許的最小波動(dòng)范圍，該情況下令k1=0，即需要加入NPV控制功能。當(dāng)k1=0時(shí)，k2分別被定義為0和1，k2則用來確定最終選擇V00[000]和V07[111]中的哪一個(gè)。如果k2=1，表示NPV發(fā)生偏移且Δvdc>Δvdc+，則選擇V07[111]；相反，如果k2=0，表示NPV發(fā)生偏移且Δvdc<Δvdc-，則選擇V00[000]。

因此，為對(duì)VIENNA電路的NPV進(jìn)行控制，可以通過調(diào)整或控制其自身的六對(duì)小矢量，也就是其在兩電平矢量分布中所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)零矢量來實(shí)現(xiàn)。具體可以通過下式在VIENNA電路所對(duì)應(yīng)的每個(gè)60度等分區(qū)間內(nèi)來完成對(duì)其NPV的控制過程：

(9)

2.2 不同調(diào)制度下的適用性

三相變換器調(diào)制度M一般為調(diào)制波幅值和載波幅值的比值。而通過計(jì)算可知M的值也等于三相相電壓幅值與直流母線電壓值比值的2倍，即

(10)

式中，Vm_amp為調(diào)制波幅值，Vc_amp為載波幅值，En_amp為三相相電壓幅值，Vdc為直流母線電壓vdc的幅值。

一般情況下，調(diào)制度滿足01)的情況。調(diào)制度過大或過小，對(duì)開關(guān)模式或電壓矢量的選擇產(chǎn)生影響。本文所提出的中點(diǎn)電壓控制方法是整個(gè)電路電流和電壓控制方法之外的輔助性控制方法，專門針對(duì)中點(diǎn)電壓控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是通過調(diào)整兩個(gè)零矢量V00[000]和V07[111]的選擇方式來進(jìn)行，是對(duì)電路整個(gè)控制系統(tǒng)的補(bǔ)充。

針對(duì)不同的調(diào)制度情況，本文所提出的中點(diǎn)電壓控制方法，并非按照整個(gè)電路控制系統(tǒng)的控制算法所選擇的零矢量對(duì)電路進(jìn)行直接控制，而是會(huì)根據(jù)中點(diǎn)電壓的偏移情況對(duì)兩個(gè)零矢量的選擇進(jìn)行調(diào)整。比如，調(diào)制度很低時(shí)，零矢量V00[000]出現(xiàn)的情況遠(yuǎn)大于V07[111]出現(xiàn)的情況；而調(diào)制度較高時(shí)，零矢量V07[111]出現(xiàn)的情況遠(yuǎn)大于V00[000]出現(xiàn)的情況。但根據(jù)本文的中點(diǎn)電壓控制方法的原理，無論整個(gè)電路的控制系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)零矢量的選擇情況如何，都會(huì)根據(jù)中點(diǎn)電壓的偏移情況，針對(duì)性地對(duì)V00[000]和V07[111]進(jìn)行重新選擇分配和調(diào)整，而并非直接按照調(diào)制波與載波比較得出的兩個(gè)零矢量的分配情況對(duì)電路進(jìn)行控制。因此，本文提出的中點(diǎn)電壓控制方法不受調(diào)制度大小的影響。

3 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

利用VIENNA電路驗(yàn)證平臺(tái)，通過仿真和實(shí)驗(yàn)的方式，把所提出的基于動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的中點(diǎn)電壓平衡控制方法與傳統(tǒng)的基于PI調(diào)節(jié)器的ZSV-J法做了對(duì)比仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。

VIENNA電路平臺(tái)參數(shù)：三相電壓為三相380 VAC/50 Hz的電壓經(jīng)過變比為2∶1的工頻隔離變壓器所得，因此en：190 VAC/50 Hz；交流電流峰值參考設(shè)定值：21.4A；直流電壓vdc設(shè)定值：400 VDC；濾波電感L∶4 mH；直流均壓電容C1和C2：4 700 μF。

驗(yàn)證時(shí)，NPV不平衡現(xiàn)象利用直流側(cè)中點(diǎn)N上下兩個(gè)負(fù)載的阻值不相等來實(shí)現(xiàn)。其中，兩負(fù)載相等時(shí)：R1=R2=16 Ω；不相等時(shí)：R1=20 Ω和R2=12 Ω。

3.1 仿真驗(yàn)證

圖4為VIENNA電路直流側(cè)負(fù)載電阻R1和R2由相等到不相等切換過程的仿真波形。在0.20 s時(shí)刻，完成兩負(fù)載電阻由相等到不相等的切換。圖4(a)為沒有采用任何NPV控制方法時(shí)的相關(guān)仿真波形，圖4(b)和圖4(c)分別為采用ZSV-J法和本文所提出的動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的控制方法的相關(guān)仿真波形。

由圖4(a)可見，兩負(fù)載阻值相等時(shí)，vdc1和vdc2的值相等，當(dāng)兩負(fù)載阻值切換為不相等后，NPV出現(xiàn)偏移，vdc波動(dòng)增大，諧波含量亦增多。通過圖4(b)和圖4(c)比較，在負(fù)載突切為不相等時(shí)，兩種方法通過控制過程都可以讓NPV再次保持平衡，且提出的動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的控制方法比ZSV-J法響應(yīng)更快，NPV波動(dòng)也更小。雖然ZSV-J法也能夠利用調(diào)慢PI調(diào)節(jié)器的方法使其NPV波動(dòng)程度達(dá)到甚或小于所提出的方法，但其是以犧牲響應(yīng)速度為代價(jià)的；同樣，ZSV-J法也能夠利用調(diào)快PI調(diào)節(jié)器的方式使其調(diào)整速度達(dá)到至超過所提出的方法，但其犧牲了控制效果，NPV波動(dòng)會(huì)變得更大。因而，無論在控制效果的角度或調(diào)整速度的角度來分析，本文提出的基于動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的控制方法相比于ZSV-J法都表現(xiàn)得更為優(yōu)秀。

圖4 兩負(fù)載由相等到不相等過程中兩種方法對(duì)比Fig.4 Performance comparison of the two methods when the loads jump from equal to unequal

圖5至圖8分別為不同控制方式下進(jìn)行的仿真中a相電流ia的傅里葉分析。圖5為NPV平衡時(shí)ia的傅里葉分析；圖6為NPV不平衡時(shí)ia的傅里葉分析；圖7為利用ZSV-J法對(duì)NPV進(jìn)行控制時(shí)ia的傅里葉分析；圖8為利用動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式對(duì)NPV進(jìn)行控制時(shí)ia的傅里葉分析。

圖5 NPV平衡時(shí)ia的傅里葉分析Fig.5 Fourier analysis of ia when NPV is balanced

從圖5見，當(dāng)VIENNA電路直流側(cè)兩負(fù)載阻值相等時(shí)NPV保持平衡，此時(shí)ia的THD值約為2.06%，而且電流中直流諧波含量幾乎為0。而如圖6中所示，當(dāng)直流側(cè)兩負(fù)載阻值變?yōu)椴幌嗟惹覜]有采取任何NPV控制方法時(shí)，ia的THD可達(dá)3.36%，同時(shí)ia中的直流成分含量為0.4%左右。由圖7可見，采用ZSV-J法達(dá)到NPV平衡后，ia的THD值約為3.03%，不過直流諧波含量達(dá)到了約0.8%。因?yàn)閆SV-J法控制NPV的原理是利用PI控制器的輸出量疊加到控制系統(tǒng)的調(diào)制波上，而該輸出量在不考慮諧波成分時(shí)為一直流量，其將被引入到電流控制回路，導(dǎo)致電流中直流諧波增加，圖7也驗(yàn)證了該結(jié)論。圖8的仿真結(jié)果可見，當(dāng)采用動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式對(duì)NPV進(jìn)行控制時(shí)，ia的THD值約為2.43%，直流諧波含量約為0.1%，該值低于采用ZSV-J法時(shí)的情況。通過以上分析可知，雖然本文提出的方法可有效控制NPV平衡且直流成分含量和電流THD都較低，但與NPV本就平衡時(shí)相比仍然稍高。因此本文提出的方法為控制NPV平衡，某種程度上也降低了電流質(zhì)量，這在理論上也是必然的。

圖6 NPV不平衡時(shí)ia傅里葉分析Fig.6 Fourier analysis of ia when NPV is unbalanced

圖7 采用ZSV-J法時(shí)ia的傅里葉分析Fig.7 Fourier analysis of ia when ZSV-J is adopted

圖8 采用動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式時(shí)ia的傅里葉分析Fig.8 Fourier analysis of ia when NPV is controlled with the proposed NPV control method

3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了對(duì)本文所提出NPV控制方法進(jìn)行驗(yàn)證并與傳統(tǒng)的ZSV-J法進(jìn)行比較分析，在此基于VIENNA電路硬件平臺(tái)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

圖9為分別采用兩種控制方法前提下VIENNA電路直流側(cè)兩負(fù)載電阻值由相等到不相等的切換過程中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖9(a)為沒有采用任何方法對(duì)NPV進(jìn)行控制時(shí)的波形，圖9(b)和圖9(c)則分別為采用了ZSV-J法和本文所提出的方法對(duì)NPV進(jìn)行控制時(shí)的波形。

由圖9(a)可見，當(dāng)直流側(cè)兩負(fù)載電阻值相等時(shí)，即使不對(duì)NPV進(jìn)行控制，直流側(cè)兩電容電壓vdc1和vdc2也可以保持均壓相等。但是，當(dāng)直流側(cè)兩負(fù)載電阻值突變?yōu)椴幌嗟群?，NPV發(fā)生偏移，同時(shí)直流電壓vdc的波動(dòng)增大，諧波成分含量也增多，這與仿真結(jié)果相同。由圖9(b)和圖9(c)的對(duì)比可見，在直流側(cè)兩負(fù)載電阻突切為不相等時(shí)，兩種方法通過控制過程都可以讓NPV再次保持平衡，且提出的動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的控制方法比ZSV-J法的響應(yīng)更快，NPV波動(dòng)也更小。該結(jié)論與仿真驗(yàn)證的結(jié)論一致。

圖9 兩負(fù)載由相等到不相等過程中兩種方法性能對(duì)比Fig.9 Performance comparisons of the two methods when the loads jump form equal to unequal

圖10為在實(shí)驗(yàn)開始階段直流側(cè)兩負(fù)載電阻值即不相等(即NPV在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)就發(fā)生偏移)，在實(shí)驗(yàn)過程中分別加入兩種NPV控制方法的對(duì)比。圖10(a)和圖10(b)為分別加入ZSV-J法和本文所提出的方法后兩電容電壓的實(shí)驗(yàn)波形。

通過圖10(a)和圖10(b)的對(duì)比分析可得，無論是NPV調(diào)整平衡的響應(yīng)速度還是控制效果，本文提出的基于動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的控制方法均優(yōu)于ZSV-J法，證明了所提出方法的可行性及具有的優(yōu)勢(shì)。

圖10 兩負(fù)載不相等時(shí)分別加入兩種控制方法性能對(duì)比Fig.10 Performance comparisons of the two NPV control methods when the two loads are unequal

4 結(jié)論

本文以VIENNA電路為例，對(duì)三電平變換器的中點(diǎn)電壓控制策略進(jìn)行了分析研究。文中總結(jié)了導(dǎo)致中點(diǎn)電壓發(fā)生波動(dòng)和偏移的相關(guān)因素，分析了不同矢量在控制過程中對(duì)中點(diǎn)電壓的作用效果，在此基礎(chǔ)上提出了一種能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整小矢量選擇方式的中點(diǎn)電壓控制方法。其通過判斷中點(diǎn)電壓的波動(dòng)情況，來動(dòng)態(tài)選擇不同小矢量對(duì)中點(diǎn)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。最后，通過仿真和實(shí)驗(yàn)的方式，把所提出的方法與傳統(tǒng)的零序電壓注入法做了比較分析，證明了其可行性和具有的優(yōu)勢(shì)?？偨Y(jié)來看，本文提出的方法具有簡(jiǎn)單方便、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、控制效果好、對(duì)交流電流影響小等優(yōu)點(diǎn)，在VIENNA電路以及其他三電平電路的中點(diǎn)電壓控制過程中具有很好的應(yīng)用前景。