两电平逆变器调制基本介绍
两电平三相逆变器
两电平三相逆变器
2020-04-02
双电平三相逆变器（Dual-Level Three-Phase Inverter）是一种体积较小、效率较
高的三相逆变器，它使用两组不同的控制电压源来控制每个相位的输出电压。
它的运作原
理是将三相输入电压分拆成两组，每组中的每相电压由另外一组控制电压源控制，然后将
两组输入电压分别连接到相应的三个半桥IV模块的每一边。
控制电压源可以是不同的正
三角形信号或相位偏移正三角波，其中一组控制电压源可以是正电压，而另一组可以是负
电压。
双电平三相逆变器有几个优点。
首先，由于控制电压源的分离，电动机的正转和
反转可以由不同的控制信号来实现，因此可以将电动机的正转的电流及时地减少到最小值，从而有效地减少多余的功耗。
其次，双电平三相逆变器可以做到占空比控制，输出电压
可以基于输入电压而变化。
在实际应用中，电动机的转速可以通过调整输出电压，即开关
控制电子器件的开合频率来实现该功能。
由于三相电动机的输入电压为交流电压，所以
必须要使用变换器来将它转化为直流电压，双电平三相逆变器可以作为变流器的替代品，
它可以直接将其直流输出电压变换为三相电压输出，因此具有出色的效率和稳定性。
但是，该逆变器也具有一定的缺点，如过调节时可能出现不稳定的情况，因此，在设计双电
平三相逆变器的系统时，要给出合理的调节方案，以保证系统的可靠性。
三相两电平逆变电路
三相两电平逆变电路三相两电平逆变电路是一种常见的电力转换装置，它能将三相交流电转换为两个电平的交流电输出。
这种电路在工业控制系统、电动机驱动和可再生能源等领域得到广泛应用。
本文将从原理、应用和优缺点三个方面对三相两电平逆变电路进行详细介绍。
一、原理三相两电平逆变电路的原理是通过逆变器将输入的三相交流电转换为两个电平的交流电输出。
其核心部件是逆变桥，由六个开关管组成。
通过对这六个开关管的控制，可以实现将输入的三相交流电转换为两个电平的交流电输出。
在逆变桥中，每个开关管的状态可以分为两种：导通和截止。
通过合理的控制，可以实现六个开关管的导通和截止状态的切换，从而实现对输出电压的控制。
具体来说，通过适时地改变开关管的导通和截止状态，可以使得输出电压在两个电平之间变化，从而实现对输出电压的调节。
二、应用三相两电平逆变电路在工业控制系统中得到广泛应用。
例如，在电机驱动系统中，逆变电路可以将输入的三相交流电转换为两个电平的交流电供给电机，实现对电机的精确控制。
同时，逆变电路还可以用于可再生能源领域，将太阳能或风能等可再生能源转换为电能，供给家庭或工业用电。
三、优缺点三相两电平逆变电路具有以下优点：首先，输出电压波形质量高，噪声小，适用于对电压波形要求较高的应用场合；其次，逆变电路结构简单，体积小，成本低，易于实现集成化；再次，逆变电路的效率高，能够有效利用输入电能，减少能量损耗。
然而，三相两电平逆变电路也存在一些缺点：首先，逆变电路的控制较为复杂，需要精确控制开关管的状态，增加了控制系统的复杂性；其次，逆变电路输出电压的变化范围有限，无法实现连续可调，局限了其应用范围；再次，逆变电路对输入电压的稳定性要求较高，对输入电压波动较为敏感。
三相两电平逆变电路是一种常见的电力转换装置，具有广泛的应用前景。
通过合理的控制和设计，可以实现对输出电压的精确调节，满足不同应用场合的需求。
然而，在应用过程中也需要注意控制系统的稳定性和输出电压的波动范围，以充分发挥逆变电路的优势。
两电平换流器载波频率和开关频率关系
两电平换流器载波频率和开关频率关系换流器是在直流系统中实现交流输电的关键组件，其中两电平换流器是一种常见的交流电源逆变器。
在这种类型的换流器中，一对开关器件通过周期性地切换来生成交流输出电压，从而实现将直流电转换为交流电。
两电平换流器的载波频率和开关频率之间有着密切的关系，下面将详细介绍它们之间的关系。
首先，载波频率是指用于调制交流输出电压的高频信号的频率。
在两电平换流器中，通常采用PWM（脉宽调制）技术来生成交流输出电压。
在PWM技术中，通过控制开关器件的导通时间来调节输出电压的大小，实现对输出波形的精确控制。
而载波频率则决定了开关器件的开关速度，进而影响了输出波形的平滑度和谐波含量。
一般来说，载波频率越高，开关器件的开关速度越快，输出波形的谐波含量越低，输出电压的质量也更高。
因此，提高载波频率可以改善换流器的性能，减小输出波形的畸变。
其次，开关频率是指开关器件周期性地开关的频率。
在两电平换流器中，开关频率越高，开关器件的开关次数越多，从而使得输出电压的平滑度更高，谐波含量更低。
开关频率通常是载波频率的几倍，以确保输出波形的稳定性和质量。
开关频率与载波频率之间的关系取决于调制技术的选择，例如在基于脉宽调制的两电平换流器中，开关频率通常是载波频率的几倍，以确保输出波形的精确控制。
总的来说，载波频率和开关频率在两电平换流器中起着至关重要的作用。
载波频率决定了输出波形的质量和谐波含量，而开关频率则影响了输出波形的平滑度和稳定性。
两者之间的关系是密不可分的，需要在设计换流器时综合考虑。
通过合理选择载波频率和开关频率，可以提高换流器的性能，减小输出波形的畸变，实现高效的直流到交流的能量转换。
因此，在实际应用中，设计师需要根据具体的需求和条件来确定载波频率和开关频率的值，从而实现最佳的性能表现和功耗控制。
三电平逆变器和两电平逆变器输出线电压波形
【三电平逆变器和两电平逆变器输出线电压波形深度分析】一、引言三电平逆变器和两电平逆变器是现代电力系统中常见的电力电子设备，在电力调制和控制方面有着重要的应用。
本文将深入探讨三电平逆变器和两电平逆变器的输出线电压波形特点，从电压波形理论、功率电子器件原理、调制技术和控制策略等方面展开分析，旨在帮助读者全面理解这两种逆变器的工作原理和优劣势，以及在实际工程中的应用。
二、三电平逆变器和两电平逆变器的工作原理1. 两电平逆变器输出线电压波形在两电平逆变器中，输出线电压波形为方波波形，其特点是波纹较多，谐波含量较高，对输出负载和电网产生不利影响。
其输出电压幅值较大，谐波含量高，容易引起线路和负载损耗增加，不利于提高系统的功率因数和电网质量。
2. 三电平逆变器输出线电压波形而在三电平逆变器中，输出线电压波形为多电平波形，其特点是具有更低的谐波含量和较小的波动，使得输出线电压更接近正弦波形。
相比于两电平逆变器，三电平逆变器具有更高的输出品质，可以显著降低谐波含量，减小输出电压的波动，有效降低系统损耗，提高系统的工作效率和稳定性。
三、电压波形的深度评估1. 电压波形的理论意义从理论上讲，输出线电压波形的质量直接影响着逆变器系统的功率质量、谐波污染和电磁兼容性。
良好的输出线电压波形能够降低系统损耗，减小谐波产生，改善系统的功率因数，提高逆变器系统的工作效率和电网质量。
2. 电力电子器件的原理在输出线电压波形形成过程中，电力电子器件的开关特性和导通能力对波形质量起着至关重要的作用。
在两电平逆变器中，电力电子器件的开关频率高、导通压降大，容易产生较多的谐波成分；而在三电平逆变器中，多电平输出的工作模式可以有效减小电力电子器件的开关损耗，提高其工作效率。
3. 调制技术和控制策略输出线电压波形的质量还与逆变器的调制技术和控制策略密切相关。
在调制技术方面，两电平逆变器多采用较为简单的PWM调制方式，难以减小谐波含量；而三电平逆变器则通过多种调制方式和控制策略，实现多电平输出，可以有效降低谐波成分，优化输出线电压波形。
两电平变流器工作原理
两电平变流器工作原理# 两电平变流器工作原理## 1. 引言嘿，你有没有想过，那些大型的太阳能发电站是怎么把产生的直流电变成我们日常生活中使用的交流电的呢？或者说，你知道电动汽车的快充技术背后有着怎样的电力转换魔法吗？今天呀，咱们就来一起探秘两电平变流器的工作原理，让你从基础概念到实际应用，全方位地搞懂它。
这篇文章呢，会先从基本概念和理论背景说起，再深入分析它的运行机制，然后看看它在日常生活和高端技术领域的应用，也会聊聊常见的误解以及相关的趣味知识，最后来个总结和对未来的展望。
## 2. 核心原理### 2.1基本概念与理论背景说白了，两电平变流器就是一种能把一种形式的电能转换为另一种形式电能的设备。
它的理论基础呢，就涉及到电路理论中的电力变换知识。
这概念其实也不是凭空冒出来的，随着电力系统的发展，人们对于高效、稳定的电能转换设备的需求越来越高，两电平变流器就应运而生啦。
从电路组成的角度来看，两电平变流器主要由功率开关器件（像IGBT - 绝缘栅双极型晶体管这种）、直流侧电容、交流侧电感等部分组成。
这里的直流侧电容就像是一个电能的“储蓄罐”，它储存着直流电能，为整个变流过程提供稳定的直流电压源。
### 2.2运行机制与过程分析咱们来一步步解析两电平变流器的工作过程。
想象一下，它就像是一个神奇的交通指挥员，指挥着电能在不同的道路（电路）上行驶，并且改变它们的“交通工具”（电能形式）。
首先，在直流侧，电源把直流电能输入到变流器中。
这个时候，功率开关器件就开始发挥作用了。
这些开关器件就像一扇扇可以快速开合的门。
当某些开关闭合，另外一些开关打开的时候，直流侧的电能就会通过这些开关的组合，在交流侧形成不同的电压电平。
比如说，假设直流侧电压是Ud，当特定的开关组合下，交流侧输出的电压要么是Ud/2，要么是 - Ud/2，这就形成了所谓的两电平。
这个过程就像是把一桶水（直流电能）通过不同的水龙头（开关器件），按照一定的规律分配到不同的杯子（交流侧不同的电平状态）里。
两电平牵引逆变器的工作原理
Sb 3
Sc ) Udc
ubN
(2Sa
Sa 3
Sc ) Udc
ucN
(2Sc
Sa 3
Sb ) Udc
相电压：2Udc/3, Udc/3, 0， -Udc/3, -2Udc/3一共5种电平
uij (Si S j )Udc (i, j a,b, c)
线电压：Udc, 0, -Udc一共3种电平
Tbp
Tcp
a
Udc
b
ia
ib
M
c ic
3~
Tan
Tbn
Tcn
idc
1 Sa
0
Udc
a
1 Sb
0
ia
b
ib
1 Sc
c ic
0
Za
Zb N
Zc
开关 Tan, Tbn 和 Tcp 导通，Tap, Tbp 和 Tcn 关断。
uaN=ubN= -Udc/3, ucN= 2Udc/3 ;
uab=0, ubc=uac= -Udc。
+ Zb
N
Za
Zc
-
6
工作模式 3 (SaSbSc=011)：
idc
Tap
Tbp
Tcp
a
Udc
b
ia
ib
M
c ic
3~
Tan
Tbn
Tcn
idc
1 Sa
0 Udc
a
1 Sb
0
ia
b
ib
1 Sc
c ic
0
Za
Zb N
Zc
开关 Tap, Tbp 和 Tcn 导通，Tan, Tbn 和 Tcp 关断，
两电平逆变电路名词解释
两电平逆变电路名词解释逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电路。
两电平逆变电路指的是，在逆变电路中，输出的交流电有两个稳定的电压水平。
下面，我将对两电平逆变电路涉及到的一些名词进行解释。
1.逆变器（Inverter）逆变器是实现电流方向反转的设备，将直流电源转换为交流电信号。
逆变器一般由半导体器件和控制电路组成，能够将直流电源的电压转换为具有不同频率、幅值和波形的交流电。
2.直流输入电压（DC Input Voltage）直流输入电压指逆变电路的输入电源电压，通常是直流电。
逆变器通过将直流电压转换为交流电压，实现将直流电源连接到交流负载的功能。
3.交流输出电压（AC Output Voltage）交流输出电压指逆变电路输出的电压。
两电平逆变电路的交流输出电压具有两个稳定的电平，可以是正电平和负电平，也可以是其他电平。
4.输出频率（Output Frequency）输出频率指逆变电路输出的交流电信号的频率，它决定了交流电的周期性。
在两电平逆变电路中，输出频率可以根据需求进行调整，一般为几十赫兹或几百赫兹。
5.输出波形（Output Waveform）输出波形指逆变电路输出的交流电信号的波形形状。
在两电平逆变电路中，输出波形可以是方波、正弦波、锯齿波等不同形式的波形，具体取决于电路设计和应用需求。
6.输出功率（Output Power）输出功率指逆变电路输出的交流电的功率。
在两电平逆变电路中，输出功率可以根据电路设计和负载需求进行调整，一般以瓦特为单位。
综上所述，两电平逆变电路是一种将直流电转换为具有两个稳定电压水平的交流电的电路。
该电路涉及的名词包括逆变器、直流输入电压、交流输出电压、输出频率、输出波形和输出功率等。
通过理解和掌握这些名词的含义和作用，我们可以更好地理解和应用两电平逆变电路。
三相两电平逆变器工作原理
三相两电平逆变器工作原理1. 什么是三相两电平逆变器？好啦，今天咱们聊聊一个有趣的电子设备——三相两电平逆变器。
听名字可能有点晦涩，但别担心，我们慢慢来，一步一步揭开它的神秘面纱。
简单来说，逆变器就是把直流电（DC）变成交流电（AC）的神器。
而“三相”这个词呢，其实是跟电力的分配有关。
想象一下，咱们的电力就像是三条小河，三相电就是这三条河流的结合，能更高效地把电送到你家里的各种电器上。
就像打麻将，三条河流相互配合，才能赢得比赛，对吧？2. 工作原理2.1 电流的转变逆变器的工作原理其实可以分为几个步骤。
首先，它需要一个直流电源，比如电池或太阳能板。
这时候，逆变器就像个魔术师，准备把这“死气沉沉”的直流电变成活泼的交流电。
你可以想象，这就像把一块石头变成了美丽的雕塑，需要一定的技巧和设备。
接着，逆变器里的开关元件开始工作。
通常是一些功率晶体管，像是小工人们忙忙碌碌，把直流电的正负极不断切换。
这一过程就是让电流“跳舞”，从而产生交流电的波形。
就像大家一起去参加派对，跟着节奏摇摆，形成一个动感十足的舞曲。
2.2 三相输出接下来，咱们要聊聊这个“三相”的重要性。
三相电的好处可多着呢！简单来说，它能提供更稳定的电力，减少波动，就像在一个团队中，大家一起努力，就能达到更好的效果。
逆变器会通过控制每一相的电流，让三相电的输出尽量平衡，就像三个人打篮球，配合得天衣无缝，才能打出漂亮的战绩。
那么，为什么要用“两电平”呢？这可不是说咱们的电压水平只有两种，而是指电压输出的变化。
两电平的逆变器输出的电压只有两个值——高和低，这样简单明了，控制起来也方便。
就像调音量，有高有低，适合不同的场合，总能找到最合适的音量。
3. 应用场景3.1 现实生活中的逆变器听到这里，大家可能会问：“这个逆变器有什么用呢？”其实，应用可广泛了。
比如，风力发电、太阳能发电、还有电动汽车，处处都离不开它。
想象一下，你在阳光明媚的日子里，享受着清凉的空调，背后可能就有一个逆变器在默默地工作，把阳光变成电能，给你带来舒适的生活。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
两电平SVPWM技术的基本介绍
一、两电平逆变器：设直流电压为Ud，以低压节点为零电位，若经
过逆变器得到的PWM波只有两种电平，即Ud和0，这种逆变器称为
两电平逆变器，如下图所示。ua，ub，uc为相电压，uab为线电压。
VT1
VT3
VT5
VT4
VT6
VT2
Ud
P
N
A
B
C
uaN
o'
a
b
c
ua
ub
uc
在所示的三相拓扑结构中，VT1~VT6以相隔600的电角度依次导通，
每个IGBT导通1800；任一时刻有三个IGBT导通，并保证同桥臂的
只有一个导通。（即VT5、VT6、VT1；VT6、VT1、VT2；VT1、VT2、
VT3；VT2、VT3、VT4；VT3、VT4、VT5；VT4、VT5、VT6顺序）
逆变器便可产生三相交流电。
二、电压矢量与磁链矢量轨迹
磁场磁链矢量与合成电压矢量的关系为tudtiRupp0)((R为
绕组电阻，此式中R忽略不计。)
当t=0时，0=0，则有tup，转换为极坐标表示，可有：
j
Re
（1-1），式中，
R——磁链幅值，LuR)3/2(；
L
u
——逆变器输出线电压有效值；
——给定角速度，f2，f是给定频率；
——与虚轴j的夹角。
可以得出，pu与成正比，方向为磁链圆的切线方向。当在旋转一
周时，pu连续按磁链圆的切线方向运动2弧度，其轨迹与磁链圆重
合，如下图所示。
SVPWM技术（空间矢量脉冲宽度调制技术）：是通过控制电压的空
间矢量，使磁链轨迹逼近圆形。所以，SVPWM调制方式具有谐波分
量小，转矩平稳，直流利用率高等优点。在调制中，开关器件的开通
与关断时刻的选取原则是三相输出合成电压矢量保证电动机磁通轨
迹为圆。
当逆变器按六拍方式运行时，设磁链初始位置为A点，此时逆变
器输出电压矢量为u3，按方向相同原则，磁链沿着3u方向，即AB
方向移动，当到达B点时，若逆变器输出电压矢量为4u，则沿BC
方向移动。以此类推，逆变器输出为5u，6u，1u，2u，则沿着CD、
DE、EF、FA方向移动，从而形成逆时针旋转的正六边形，此时形成
磁链轨迹并不是圆形，谐波分量较大。
为了使磁链轨迹更接近圆形，一是可以采取多个电压矢量连续切换的
方法，磁链轨迹为更接近圆形的多角形，可以在一定程度上使转矩的
脉动减少，谐波分量也进一步减少。二是电压矢量的选取原则按照保
持磁链幅值不变的原则，先设置一个磁链轨迹，其半径等于给定值
*
s
，再给定允许变化范围s，也就是内外圆的距离。选取电压矢
量su，使得s跟踪*s，满足下式：
22
**
ssss
s
另外，可以通过引入零矢量的电压矢量合成法，此种方法将圆周等分
为若干小段，用两个相邻的电压矢量交替切换，使其合成矢量等效为
这段弧的弦，来近似这一小段弧，这样不断切换下去，形成一个逼近
圆形的正多边形，由于磁链轨迹是正多边形，控制更有规律性。
如下图所示：
如图所示，弦ab不一定和基本电压矢量方向一致，可用两个相邻的
基本矢量u6和u1交替切换，即在a点选择电压矢量u6向c点移动，
经历一定时间到达c后，再选择电压矢量u1向b点移动，经历一段
时间到达b点，那么磁链轨迹就从a移到b,按照上述方法以一定的线
速不断改变切换电压矢量，一段一段地切换下去，得到的磁链轨迹就
是一个逼近于圆的正多边形，由于每段相等，控制起来比较简单，抑
制谐波的效果也较好。
三、电压矢量的作用时间的确定方法
以合成矢量ab为例，电压矢量的切换顺序为u6到u1,由于矢量移动
线速恒定，所以矢量的持续时间与对于的轨迹长度成正比，即：
pututac666
pututcb111
式中，t6,t1分别为u6、u1持续时间。
在实际中，从a到b的时间不一定为t6+t1，为使磁通矢量移动的角
速度为给定的，通过引入零矢量（u0和u7）来调节从a到b移动
的总时间。
由矢量合成图，依据正弦定理，可得：
)3sin(323232sin)3sin(60
d
r
UtT
u
ababac
)sin(323232sin)sin(
10d
r
UtT
uababcb
得出作用时间t1、t6分别为
)3sin(60MTt
)sin(10MTt
1600ttTt
d
r
UuM3
2
式中，——起始矢量ac与合成矢量ab的夹角；
M——调制深度或者直流电压的利用率。