科華ups電源采用三電平技術突出特點

科華ups電源三電平與傳統(tǒng)二電平的區(qū)別

三電平拓撲結構相對于兩電平在性能上有很多優(yōu)勢，但是也存在中點電位不平衡這一固有問題。 基于簡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平衡控制策略。該控制策略在低調(diào)制度下，根據(jù)中點電壓偏移情況，結合三相電流，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偏移；高調(diào)制度下，充分考慮中矢量對中點偏移的影響，對不同的小三角形設置不同的時間控制因子，實現(xiàn)對中點電位平衡的精細化控制。

什么是科華ups電源三電平技術

科華ups電源三電平拓撲結構具有輸出容量大、輸出電壓高、電流諧波含量小等優(yōu)點，使得科華ups電源三電平結構在高壓大功率交流電機變頻調(diào)速領域得到了廣泛的應用。研究對不同負載情況下影響中點電位的因素進行了分析，將中點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載時輸出的負序電流和接非線性負載時電流的奇次諧波都會造成中點電位的低頻振蕩；接非線性負載時電流的偶次諧波會造成中點電位的偏移，其中輸出電流的 2 次和 4 次諧波是造成偏差的主要原因。 當電容電壓偏差過大時會造成輸出電流波形畸變率增大， 低次諧波含量增加； 當不平衡現(xiàn)象加劇時，甚至有可能造成功率開關器件損壞。所以要保證三電平變換器的性能，就必須保證中點電位的平衡。研究探究了中點平衡算法的平衡能力與調(diào)制度及功率因數(shù)角之間的關系，證明了中點平衡算法總是在調(diào)制度低于一個最大值 MMAX時才能實現(xiàn)中點電位的完全平衡， 而MMAX 的大小與功率因數(shù)角密切相關，當功率因數(shù)角為正負 90°時，MMAX 值最小，即此時最難實現(xiàn)中點電位平衡?；趨⒖茧妷菏噶糠纸獾暮喕娖剿惴梢允箓鹘y(tǒng)的三電平空間矢量脈寬調(diào)制(space vectorpulse width modulation，SVPWM)算法的計算得到很大的簡化。研究提出一種簡化三電平SVPWM 算法，將三電平空間矢量里 6 個中矢量的頂點中相對面的兩個頂點兩兩相連，得到的三條線將該六邊形區(qū)域平均分成 6 個四邊形的扇區(qū)，該算法可以得到相應的七段式開關序列，但簡單的七段式開關序列會造成明顯的中點電位不平衡。 研究針對七段式開關序列在有些扇區(qū)存在的由于小矢量不成對出現(xiàn)造成的中點電位不平衡的問題，提出了一種九段式的開關序列，保證在一個開關周期內(nèi)小矢量總是成對出現(xiàn)的。這種方法在低調(diào)制度時會起到很好的中點平衡作用，但是在大功率應用場合開關次數(shù)增多增加了開關損耗，同時在高調(diào)制度時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電位平衡控制方法，在兩個扇區(qū)的重疊區(qū)域，根據(jù)中點偏移情況選擇扇區(qū)，在非重疊區(qū)域，將一對冗余小矢量的作用時間完全分配給有利于中點平衡的小矢量。這種方法總體上能對中點平衡起到很好的效果，但是無電流傳感器在個別情況可能會造成誤調(diào)節(jié)，而非重疊區(qū)域將一對冗余小矢量的作用時間完全分配給一個有利于中點平衡的小矢量，不能實現(xiàn)中點電位的精確調(diào)節(jié)，同時兩個開關周期銜接時有可能產(chǎn)生兩個或兩個以上開關器件同時動作的情況，增加開關損耗。研究中提出了一種計算冗余小矢量時間控制因子的中點電位平衡方法，這種方法可以起到一定的中點平衡作用，但是在小矢量不成對出現(xiàn)的情況下，沒有充分發(fā)揮非冗余小矢量對中點電位的調(diào)節(jié)作用，在中點偏差過大時，不能實現(xiàn)中點電位的完全 平 衡 。 研究提 出 了 一 種 針 對 基 于 傳 統(tǒng)SVPWM 算法和虛擬矢量調(diào)制算法相結合的調(diào)制算法的中點平衡方法，根據(jù)不同的情況設置扇區(qū)分配規(guī)則并計算冗余矢量的時間控制因子從而實現(xiàn)中點電位的平衡，但該方法過于繁雜，魯棒性較差。