一種新型的三相三電平逆變器

4 兩種電路對比
若選用相同的功率開(kāi)關(guān)器件和二極管，新型三電平逆變電路成本較低，且結構簡(jiǎn)單。而且，二極管箝位型三電平逆變電路存在固有缺點(diǎn)，即同一橋臂上的功率開(kāi)關(guān)器件損耗分布不平均，在P狀態(tài)時(shí)，Va1，Va2同時(shí)導通；在O狀態(tài)時(shí)，Va2，Va3同時(shí)給觸發(fā)信號，在同一時(shí)刻僅有一個(gè)功率器件導通；在N狀態(tài)時(shí)，Va3，Va4同時(shí)導通，故Va2和Va3的損耗比Va1和Va2高，這給散熱器設計造成一定困難。而新型三電平逆變電路在P狀態(tài)時(shí)，Va1導通；在O狀態(tài)時(shí)，Va2和Va3同時(shí)給觸發(fā)信號，在同一時(shí)刻只有一個(gè)功率器件導通；在N狀態(tài)時(shí)，Va4導通。故該新型三電平逆變電路能平衡所有器件的損耗。
對比表1，2可見(jiàn)，二極管箝位型三電平逆變電路調制方法完全適用于該新型三電平逆變電路，從而避免了新算法的開(kāi)發(fā)。

5 驅動(dòng)電路設計比較
5．1 二極管箝位型三相三電平逆變器驅動(dòng)電路
實(shí)驗樣機中采用IR2110自舉式驅動(dòng)芯片。該芯片采用自舉工作方式，只需一個(gè)電源即可驅動(dòng)兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，且價(jià)格便宜。二極管箝位型三相三電平逆變器a相橋臂驅動(dòng)電路中，Va2無(wú)法穩定自舉，故采用電源供電方式。由圖1可知，在該結構中，只有Va4，Vb4，Vc4共地，Va1，Vb1，Vc1能自舉，故該電路共需7對電源為驅動(dòng)電路供電。
5．2 新型三相三電平逆變器驅動(dòng)電路
新型三相三電平逆變器a相橋臂驅動(dòng)電路中，Va3，Vb3，Vc3共地，Va4，Vb4，Vc4共地。而Va1與Va2，Vb1與Vb2，Vc1與Vc2分別共用一個(gè)驅動(dòng)地，Va1，Vb1，Vc1能自舉，Va2，Vb2和Vc2也能自舉。故該電路只需2對電源為驅動(dòng)電路供電，相對于二極管箝位型三相三電平逆變器，驅動(dòng)電源數量大大減少。在工程實(shí)踐中有重要意義。不僅降低了電路設計難度，且減少了成本，提高了系統穩定性。

6 實(shí)驗
研發(fā)了二極管箝位型和新型三相三電平逆變器裝置。功率開(kāi)關(guān)管為IRF840，直流側電壓110 V，分壓電容1 500μF，采用6N137和IR2110光耦隔離驅動(dòng)，控制器為T(mén)MS320F2812。采用傳統三電平空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法。圖3a為a相橋臂驅動(dòng)波形，由于新型三電平逆變器采用傳統三電平SVPWM算法，故其驅動(dòng)波形與二極管箝位型三電平逆變器相同。圖3b為兩種逆變器空載時(shí)的線(xiàn)電壓波形。實(shí)驗結果表明，新型三電平逆變器能很好地完成逆變，且調制算法兼容傳統三電平SVPWM算法，從而避免了新算法的開(kāi)發(fā)。

7 結論
提出的新型逆變電路結構簡(jiǎn)單，能平衡各功率器件間的損耗，且驅動(dòng)電路設計簡(jiǎn)單，成本大大降低。實(shí)驗表明，傳統三電平調制算法也完全適用于該電路，避免了新算法的開(kāi)發(fā)，可見(jiàn)該新型電路優(yōu)于傳統二極管箝位型三電平電路，且方便應用。