三相TPWM直流电流源多电平逆变器

电流转移的方向如图4中的箭头所示。这样，三相的GT02H桥直流电流源的直流电流波形如图4中的IdA、IdB、Idc所示，都得到了TPWM调制。其中每一相的TPWM直流电流波形，就像是单相全波整流器输出电压的TPWM电流波形。此波形的基波过零点为零电位。因此经过其后面的GT02H桥的ZCS同步逆变，就可以得到三相基本TPWM直流电流源逆变器的三相交流电流iA、iB、iC的输出。由于GT02H桥逆变器是工作在ZCS状态，故可以选用廉价的低频开关器件如GTO或SCR等。

三相基本TPWM直流电流源逆变器的控制电路示意图如图5所示，图中核心部分有四个，即三相梯形波发生器、两组载波三角波发生器、两组载波三角波切换电路和梯形调制波与载波三角波进行比较产生驱动脉冲的比较器，其中两组载波三角波切换电路是电流型TPWM逆变器特有的。在图5中，由于调节逆变器输出电流是通过控制电流源的整流电压来实现的，故在图中没有画出。

这里应当指明的一点是，影响TPWM调制模式的参数有两个：一个是调制度M=UT/Uc，另一个是载波比F=ωC/ωT为3的倍数，一般令M=1，F≥9。F越大对输出电流波形的改善效果越好，但同时要求开关管的开关速度越来越快，成本也越来越高。

2 N个三相基本TPWM直流电流源逆变器的并联叠加

三相基本TPWM直流电流源逆变器的并联叠加，是把N个如图1所示的三相基本TPWM直流电流源逆变器中各相TPWM直流电流源，按照A、B、C三相分别直接并联叠加，而后再通过各相的GT02H桥进行同步逆变而得到三相交流电流输出的一种三相TPWM直流电流源级联式多电平逆变器。A相N个TPWM直流电流源直接并联叠加的电路，如图6所示。这种逆变器的特点是把级联叠加和TPWM控制，从逆变器的开关移到了直流电流源TPWM控制开关VTAl、VTA2……VTAN上进行。这种改革给级联式多电平逆变器带来了很多优点：减少了开关管的数量;减少了TPWM等效总开关次数;使逆变开关工作在zCS状态;利用廉价的低速开关器件如GTO或scR等;提高了逆变效率;降低了制造成本;非常适合于7～l 5电平大功率电流型逆变器使用。这是我们近期新开发的一种新型电流型多电平逆变器。这种多电平逆变器输出电流的m=2N+l，要得到这样的交流电流波形输出，图6中各个直流电流源控制开关VTA1、VTA2、VTAN的TPWM控制，必须采用同一个A相梯形波μTA作为调制波，两组载波三角波μc1～μcN;μcl’—μcN必须依次滞后2丌/N相位角，以使IdA1、IdA2……IdAN具有相同的基波电流，便于级联叠加。

用N=4个三相基本TPWM直流电流源逆变器并联级联叠加的三相9电平逆变器的原理电路，如图7所示。四个直流电流源的电流Id1=Id2=Id3=Id4，通过各自的TPWM控制开关VTAl、VTA2、VTA3、VTA4对电流进行TPWM控制，它们的载波三角波uC1、uc2、uc3、uc4和ucl’、uc2’、uc3’、uc4’依次滞后2丌/4相位角，并共同采用同一个A相梯形波uTA作为调制波进行调制，得到各电流源的TPWM输出电流IdA1、IdA2、IdA3、IdA4。IdA=IdA1+IdA2+IdA3+IdA4就是A相输出到GT02HA逆变器上的直流输入电流源电流，此电流是一个类似于单相全波整流电压波形的直流TPWM波形如图7中的波形所示。然后对这种直流电流源电流通过后面的GT02HA桥进行同步逆变后，就可以得到9电平TPWM A相交流电流iA输出。三相交流输出电流中的B相和C相的工作原理和输出电流波形，与A相相同。

来源：21IC电子网