5 實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證

　　實(shí)驗(yàn)中采用F28335 浮點(diǎn)型DSP 芯片作為控制器，開(kāi)關(guān)器件選擇IGBT，開(kāi)關(guān)頻率5 kHz。帶對(duì)稱三相阻感性負(fù)載，其中電感為1 mH，電阻為50 Ω。兩級(jí)直流母線電壓設(shè)置為100 V 和120 V。
　　圖3a 示出當(dāng)直流電壓不平衡時(shí)，采用傳統(tǒng)CPS鄄SPWM 調(diào)制算法，不考慮直流電壓影響時(shí)變流器a 相輸出電壓諧波?？梢?jiàn)最低次開(kāi)關(guān)頻率的諧波出現(xiàn)在10 kHz 附近，且幅值與20 kHz 諧波相差不大；而由傳統(tǒng)CPS鄄SPWM 的理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，此時(shí)最低次開(kāi)關(guān)頻率的諧波應(yīng)出現(xiàn)在20 kHz 處，由此可見(jiàn)直流電壓的不平衡會(huì)導(dǎo)致變流器輸出特性變差，且諧波出現(xiàn)的位置等信息也與理論分析吻合。

圖3 實(shí)驗(yàn)波形

　　圖3b 示出采用所提考慮直流側(cè)電壓不平衡時(shí)的調(diào)制算法后變流器a 相電壓波形?？梢?jiàn)線電壓呈階梯型PWM 波，周期為0.02 s，與給定相同，臺(tái)階之間存在交疊的部分， 反映出各級(jí)直流電壓存在不平衡。圖3c 示出變流器輸出的三相電流波形，可見(jiàn)三相電流正弦度很高，相位互差120°，周期為0.02 s，這表明應(yīng)用所提調(diào)制方法，變流器的運(yùn)行特性良好。

　　圖3d 示出應(yīng)用所提改進(jìn)型調(diào)制算法后，a 相電壓的頻譜特性。對(duì)比圖3a 可見(jiàn)，該調(diào)制算法大幅削減了低次開(kāi)關(guān)頻率倍數(shù)的諧波含量， 特別是10 kHz頻率處的諧波有明顯改善， 弱化了開(kāi)關(guān)頻率與基波頻率的纏繞度，減輕了濾波器的設(shè)計(jì)難度。

　　6 結(jié)論

　　針對(duì)直流側(cè)電壓不平衡時(shí)五電平級(jí)聯(lián)H 橋型變流器的工作特性進(jìn)行脈沖建模分析， 提出了每級(jí)H 橋單元左右臂脈沖凈面積的概念， 并由此建立了能夠反映整個(gè)變流器輸出特性的數(shù)學(xué)模型。由于該模型是關(guān)于脈沖凈面積的函數(shù)， 所以可用來(lái)制訂和優(yōu)化級(jí)聯(lián)H 橋型變流器在特定工況下的調(diào)制方法。

　　通過(guò)對(duì)模型的分析， 給出了消除開(kāi)關(guān)頻率奇次倍諧波的條件， 以及在直流側(cè)電壓不平衡時(shí)削減偶數(shù)次開(kāi)關(guān)頻率諧波的調(diào)制方法。實(shí)驗(yàn)表明，提出的模型分析方法正確、可行， 與實(shí)際情況吻合， 繼承了傳統(tǒng)CPS鄄SPWM 在直流側(cè)電壓相同時(shí)良好的諧波特性等指標(biāo)， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了在直流側(cè)電壓不平衡時(shí)最大程度消除系統(tǒng)諧波，提高系統(tǒng)效率等優(yōu)勢(shì)，并具有較高的可行性和可靠性。因此該方法應(yīng)用前景良好，可廣泛應(yīng)用于大容量新能源發(fā)電、電力牽引等場(chǎng)合。