科华ups电源采用三电平技术突出特点

科华ups电源三电平与传统二电平的区别

三电平拓扑结构相对于两电平在性能上有很多优势，但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。 基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation，SVPWM)，提出一种混合式的三电平中点平衡控制策略。该控制策略在低调制度下，根据中点电压偏移情况，结合三相电流，明确重叠区域的扇区选择原则，克服非冗余小矢量造成的中点偏移；高调制度下，充分考虑中矢量对中点偏移的影响，对不同的小三角形设置不同的时间控制因子，实现对中点电位平衡的精细化控制。

什么是科华ups电源三电平技术

科华ups电源三电平拓扑结构具有输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小等优点，使得科华ups电源三电平结构在高压大功率交流电机变频调速领域得到了广泛的应用。研究对不同负载情况下影响中点电位的因素进行了分析，将中点电位的不平衡分为低频振荡和电压偏移两种情况，三电平逆变器在接线性负载时输出的负序电流和接非线性负载时电流的奇次谐波都会造成中点电位的低频振荡；接非线性负载时电流的偶次谐波会造成中点电位的偏移，其中输出电流的 2 次和 4 次谐波是造成偏差的主要原因。 当电容电压偏差过大时会造成输出电流波形畸变率增大， 低次谐波含量增加； 当不平衡现象加剧时，甚至有可能造成功率开关器件损坏。所以要保证三电平变换器的性能，就必须保证中点电位的平衡。研究探究了中点平衡算法的平衡能力与调制度及功率因数角之间的关系，证明了中点平衡算法总是在调制度低于一个最大值 MMAX时才能实现中点电位的完全平衡， 而MMAX 的大小与功率因数角密切相关，当功率因数角为正负 90°时，MMAX 值最小，即此时最难实现中点电位平衡。基于参考电压矢量分解的简化三电平算法可以使传统的三电平空间矢量脉宽调制(space vectorpulse width modulation，SVPWM)算法的计算得到很大的简化。研究提出一种简化三电平SVPWM 算法，将三电平空间矢量里 6 个中矢量的顶点中相对面的两个顶点两两相连，得到的三条线将该六边形区域平均分成 6 个四边形的扇区，该算法可以得到相应的七段式开关序列，但简单的七段式开关序列会造成明显的中点电位不平衡。 研究针对七段式开关序列在有些扇区存在的由于小矢量不成对出现造成的中点电位不平衡的问题，提出了一种九段式的开关序列，保证在一个开关周期内小矢量总是成对出现的。这种方法在低调制度时会起到很好的中点平衡作用，但是在大功率应用场合开关次数增多增加了开关损耗，同时在高调制度时这种方法基本起不到平衡作用。研究中提出了一种无电流传感器的中点电位平衡控制方法，在两个扇区的重叠区域，根据中点偏移情况选择扇区，在非重叠区域，将一对冗余小矢量的作用时间完全分配给有利于中点平衡的小矢量。这种方法总体上能对中点平衡起到很好的效果，但是无电流传感器在个别情况可能会造成误调节，而非重叠区域将一对冗余小矢量的作用时间完全分配给一个有利于中点平衡的小矢量，不能实现中点电位的精确调节，同时两个开关周期衔接时有可能产生两个或两个以上开关器件同时动作的情况，增加开关损耗。研究中提出了一种计算冗余小矢量时间控制因子的中点电位平衡方法，这种方法可以起到一定的中点平衡作用，但是在小矢量不成对出现的情况下，没有充分发挥非冗余小矢量对中点电位的调节作用，在中点偏差过大时，不能实现中点电位的完全 平 衡 。 研究提 出 了 一 种 针 对 基 于 传 统SVPWM 算法和虚拟矢量调制算法相结合的调制算法的中点平衡方法，根据不同的情况设置扇区分配规则并计算冗余矢量的时间控制因子从而实现中点电位的平衡，但该方法过于繁杂，鲁棒性较差。