摘 要：簡單介紹了級聯(lián)式高壓變頻器的工作原理。在分析多載波控制算法和階梯波控制算法的基礎(chǔ)上，提出了一種新型優(yōu)化控制算法。能降低輸出諧波含量和開關(guān)損耗，且易于實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)頻控制。最后用MATLAB軟件進行 了仿真分析 ，結(jié)果表明該新型控制算法是可行的。 關(guān)鍵詞 ：級聯(lián) ；高壓變頻器；多載波 ；階梯波 0 引言 級聯(lián)式高壓變頻器又稱完美無諧波變頻器，通過串聯(lián)若干低功率單元的方式實現(xiàn)高壓輸出，從本質(zhì)上解決了以往高壓大功率變頻器存在的許多問題，如對電網(wǎng)的諧波污染大，輸入功率因數(shù)較低，輸出對電機絕緣的影響等。該系列變頻器首次使用了IGBT控制技術(shù) ，獨特的構(gòu)思和模塊化的設(shè)計使得其在可靠性、易維護性等方面大大優(yōu)于普通的高壓變頻器。經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，針對該類拓撲結(jié)構(gòu)變頻器提出了諸多控制算法，如低次諧波最少控制算法，指定諧波消去算法 （SHEPWM），載波移相控制算法 （PSPWM）等。本文提出一種混合控制的優(yōu)化控制算法，并通過MATLAB軟件進行仿真分析。 1 級聯(lián)式變頻器工作原理 為了有效抑制輸入電流諧波對電網(wǎng)的污染，采用多重化移相變壓器為功率單元獨立供電 （圖1）.當五級功率單元串聯(lián)輸出時，變壓器就需要 5組共 15路三相電壓輸出，理論上輸入電流中不含有29次以下諧波 。 圖1中虛線部分為一個功率單元，每相內(nèi)的功率單元依次串聯(lián)，以實現(xiàn)相電壓輸出。每個功率單元的輸出電壓有｛-E、0、+E）三個等級，N級單元串聯(lián)輸出時相電壓就有2N+1個等級，這樣輸出電壓的等級遠多于傳統(tǒng)兩電平控制方式的，輸出電壓的諧波含量也遠低于傳統(tǒng)兩電平控制方式的。 1．1 載波移相控制算法 載波移相控制算法的理論基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的SPwM控制技術(shù)。為了降低輸 出電壓和電流的變化率，需要為每級功率單元配置一路三角載波，且各載波相位不同 （圖2）。所有功率單元的正弦調(diào)制波的幅值和相位相同，三角載波形狀相同但相位不同，各載波間相角依次移動 2x／N （或2Ⅱ／Ⅳ）。左右橋臂的調(diào)制波相位相反有助于提高等效載波比和提高電壓利用率。功率單元的輸出為SPWM波，其基波電壓為： 其中，M表示調(diào)制比 （即正弦調(diào)制波的幅值），ω為輸出電壓的角頻率，E為直流母線電壓。五級功率單元串聯(lián)輸出時，輸出電壓為各個功率單元輸出電壓的疊加 ，其基波電壓為： 通過對正弦調(diào)制波幅值和頻率的控制，能實現(xiàn)變壓變頻 （VVVF）控制。 閱讀全文：級聯(lián)式高壓變頻器優(yōu)化算法的研究