NPC三电平逆变器PWM时降低损耗的研究
6 调制策略的谐波特性比较
一种PWM策略的优劣，只有在对损耗和调制所产生的谐波进行综合评价的基础上才能判定。前面已对SLMPWM策略进行了损耗分析，这里将进一步讨论SLMPWM策略对逆变器谐波特性的影响，并最终说明该算法对于逆变器输出的谐波特性影响不大。逆变器输出的电压PWM波形进行傅里叶分析后可得各次谐波的幅值Un，设n次谐波电压的含有率为HRUn，那么：
当载波比为36时，对传统SPWM与SLMPWM算法的HRUn进行分析，分析截止谐波频率20 kHz(400次谐波)。
可知，SLMPWM策略会造成逆变器输出波形在m较低时部分谐波增大，但对于THD的影响不大，当m较高时，传统的SPWM与SLMPWM方法具有相似的谐波特性。图4为随着m变化时，两种调制策略的THD分布规律，可见两种调制策略THD分布一致。
7 SLMPWM算法的实验验证
为验证算法的正确性与有效性，在实验室搭建了NPC三电平逆变器原型机，如图5所示。
由于实验室缺大功率IGCT，主功率器件采用2MBI400N-060型IGBT，箝位二极管为2FI200A-060D，直流侧电容2 200μF。直流侧电压为511 V，阻感性负载．电阻40Ω，电感100mH。
图6为采用SPWM，SVPWM，SLMPWM时的电压、电流波形。逆变器输出频率为50 Hz，m=0．706时，每周期采样18次，逆变器输出电流峰值为4．36 A。可见，SLMPWM的开关次数明显减少，但不会在逆变器输出电流中引入较大的谐波。
8 结论
这里主要介绍了NPC三电平逆变器调制时通态损耗和开关损耗的计算方法，在此基础上分析了SPWM控制下多电平逆变器损耗特性。提出一种能有效降低开关损耗的调制方法，将开关损耗降低一半左右。最后，分析比较了传统SPWM算法与改进调制方法的谐波特性，发现两者谐波特性基本一致，因此可知SLMPWM在保持与SPWM，SVPWM谐波特性近似一致的基础上，有效地降低三电平逆变器的损耗。
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