王兆安的那本书上这东西不是重点内容,寥寥几页(我怀疑国内本科就电力电子技术这课几乎都不会深入这方面),但拜我们学校有个叫科研训练的东西所赐,我们的课题内容就是五电平开关电容型逆变器,在这里记录下学习过程,很多东西只是方便自己快速理解,写的不太严谨。
一、多电平逆变器个人理解
一个概念:MMC 模块化多电平变换器,多电平逆变器应该是属于MMC的一种,而开关电容型多电平逆变器的模块化就是开关电容结构的拓扑。
要说逆变,首先得明白脉宽调制(PWM),PWM最基本的原理就是面积等效原理(什么是PWM调制的谐波?),原理不在此赘述,总之,了解这个后需要清楚一个概念,就是你想得到一个正弦交流电,但普通逆变器并不是直接输出正弦波,而是输出一串等幅不等宽的方波,由于面积等效原理,这串方波和目标正弦波的作用是近乎相同的(SPWM调制)。
而多电平逆变器,最显著的特征就是比普通逆变器电平数多,3电平起步并且似乎都是奇数个电平数(0+n对正负)。多电平逆变器的输出主要与调制策略有关,最常见的一是基于SPWM原理的移相和移幅载波PWM调制法,二就是我们用的最近电平逼近(NLC)的阶梯波调制法;前者乱七八糟一堆波形,最后输出合成的波形我反正是没看懂,后者就相对简单的多,原理就是用阶梯波去模拟正弦波,你的电平数越多,阶梯个数就越多,模拟正弦波的效果就越好,并且实现起来比载波调制简单的多,至于其他优点,我也不知道。
而开关电容型多电平逆变器,核心就是利用电容与电压串并联产生多个电平的电压(比如1电容1电源串并联能产生2U,U的电压输出),电容越多最大输出电压就越大,阶梯法调制时阶梯个数就越多。
至于H桥,它的主要作用就是改变输出极性,驱动电机正反转时都见过不多说。