电工技术学报  2019, Vol. 34 Issue (18): 3843-3853    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80348
电力电子 |
单相级联七电平逆变器拓扑结构及其控制方法
张琦1, 2, 李江江1, 孙向东1, 2, 安少亮1
1. 西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 710048;
2. 西安理工大学陕西复杂系统控制与智能信息处理重点实验室 西安 710048
Topology and Control Method of Single-Phase Cascaded Seven-Level Inverter
Zhang Qi1, 2, Li Jiangjiang1, Sun Xiangdong1, 2, An Shaoliang1
1. School of Automation and Information Engineering Xi'an University of Technology Xi'an 710048 China;
2. Shaanxi Key Laboratory of Complex System Control and Intelligent Information Processing Xi'an University of Technology Xi'an 710048 China
全文: PDF (39391 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对传统多电平逆变器结构复杂等问题,提出一种单相级联七电平逆变器拓扑及其控制方式。该逆变器由三电平Boost电路和六开关逆变电路构成,利用三电平Boost电路调节中点电位,使得中间母线电容电压占比为1:2,为实现七电平输出提供电位条件。相对于传统多电平拓扑,该拓扑使用较少的开关器件,简化了电路结构。由于中间母线电容电压控制效果是系统可靠运行的关键,所以在讨论电路拓扑的运行机理的基础上,建立直流侧电压控制系统数学模型,并据此提出一种电压控制方法,从而实现逆变器控制系统的有效运行。最后,借助系统仿真与实验验证了所提电路拓扑的可行性以及理论分析的正确性。
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作者相关文章
张琦
李江江
孙向东
安少亮
关键词 七电平逆变器三电平Boost电压偏差电流前馈    
Abstract:Traditional multilevel inverters are restrained due to complicated topologies. In this paper, a single-phase cascaded seven-level inverter topology and its control method are presented. The inverter consists of a three-level Boost circuit and a six-switch inverter circuit. The midpoint voltage is adjusted by the controlling of Boost converter, and the intermediate bus capacitor voltage ratio is controlled to 1:2, and seven-level voltage output is achieved. Compared to a traditional multilevel topology, the topology requires fewer switching devices at the same output level, which simplifies the circuit structure. The DC bus capacitor voltage control is the key to the system stability. The mathematical model of the voltage control system is established, and the voltage control method is studied to achieve the effective operation of the inverter. Finally, simulation and experimental results verify the feasibility of the proposed circuit topology and the theoretical analysis.
Key wordsSeven-level inverter    three-level Boost    voltage deviation    current feed forward   
收稿日期: 2018-06-30      出版日期: 2019-09-26
PACS: TM464  
基金资助:国家自然科学基金(51607142),陕西省自然科学基金(2017JQ5102),新疆维吾尔自治区重大科技专项基金(2016A02004-5)和陕西省教育厅重点实验室基金(17JS087)资助项目
通讯作者: 张 琦 男,1982年生,博士,硕士生导师,主要研究方向为电力电子系统的建模与控制、分布式储能与微电网技术。E-mail: zhangqi@xaut.edu.cn   
作者简介: 李江江 男,1993年生,硕士研究生,主要研究方向为分布式DC-DC变换器的主动阻抗优化。E-mail: lijiangjiang1993@163.com
引用本文:   
张琦, 李江江, 孙向东, 安少亮. 单相级联七电平逆变器拓扑结构及其控制方法[J]. 电工技术学报, 2019, 34(18): 3843-3853. Zhang Qi, Li Jiangjiang, Sun Xiangdong, An Shaoliang. Topology and Control Method of Single-Phase Cascaded Seven-Level Inverter. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(18): 3843-3853.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80348          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2019/V34/I18/3843