三电平逆变器主电路及调制策略研究

3 三电平逆变器的载波调制策略

三电平逆变器的载波调制策略分为基于多载波的单极性调制策略和基于单载波的双极 性调制策略。多载波调制技术就是利用一个调制信号波(一般为正弦波)与多个载波信号(一般 为三角波)相交，来产生开关器件的驱动波形。对于一个N 电平的逆变器，需要N-1 个载波， 这些载波具有相同的幅值和频率，把这些载波按照连续的带宽进行排列，完全分布在逆变器 的线性调制区。调制波是以0 参考轴为中心的。这种调制技术的总体思想就是：在调制波的 正半周，调制波与0 参考轴上的所有载波进行比较，当调制波每大于一个载波时，便输出一 个正的台阶电压，否则输出0 电平；在调制波的负半周，调制波与0 参考轴下的所有载波进 行比较，当调制波每小于一个载波时，便输出一个负的台阶电压，否则输出0 电平。

4 仿真研究与分析

在Matlab/Simulink 下搭建仿真模型进行仿真。改变逆变器的载波频率，观测电压波形。 分别设定载波比为80，128, 200，即IGBT 的开关频率为4000Hz，6400Hz, 10000Hz（IGBT 的最大开关频率为20000Hz），依次记录逆变器的输出电压波形。

从上述波形图中可以看出：开关频率高的逆变器输出波形明显比开关频率低的逆变器输 出波形好，谐波含量低。同时也可发现，当开关频率提高到一定的时候，谐波含量降低的程 度会变化很小，相反，由于此时开关频率太高，而将会引起开关损耗的增加。所以在对逆变 器进行动态仿真时开关频率设为*kHz。

5 结论

本文深入分析和研究了三电平逆变器主电路的基本原理和基于载波的调制策略。对不 同载波频率下的逆变器进行了仿真分析，所得到的结论在实际应用中具有实际指导意义。

本文作者创新点：用MATLAB/SIMULINK 验证了载波调制策略应用在多电平逆变器的 优越性。