第８卷第２期 深圳信息职业技术学院学报 Ｖｏ１．８ Ｎｏ．２ ２０１０年６月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕｎ．２０１０ 文章编号：１ ６７２—６３３２（２０１ ０）Ｏ２—００５０—０７ ｆ信息技术应用研究】 一种新型多电平开关变流器拓扑和控制策略研究 熊宇 （中山火炬职业技术学院电子工程系，广东中山５２８４３６） 摘要：论文研究了几种适用于组合式电流型多电平变流器的ＰＷＭ控制方法，载波相移ＳＰＷＭ技术，研究了多载 波ＰＷＭ技术在新型单相５电平电流型逆变器中的应用，研究了ＳＶＰＷＭ技术在三相组合型５电平ＣＳＩ中应用的一些基本问 题。论文提出了一类新的三相分相控制式电流型多电平逆变器拓扑。这类拓扑通过三相星形负载的中性线进行解耦，逆 变器的每相都可以控制，因此可以将多电平ＰＷＭ技术应用到该类逆变器以减小输出电流谐波。文中给出了一种多 载波ＰＷＭ技术的数字化实现方案，并以单相５电平逆变器单元为例介绍了￣ｆｉｎ５电平逆变器的工作原理。最后建立了一 个三相分相式５电平ＣＳＩ的实验系统，验证了文中的结论。 关键词：电流型变流器；多电平；电路拓扑；控制技术；超导技术 中图分类号：ＴＮ７１２ 文献标识码：Ａ 大功率变流装置在国民经济中有着广泛的应 高，开关损耗大和装置效率低等缺点，不适合特大 用，而对于大功率变流器场合，大功率开关器件的 功率的场合。针对大功率变流器，尤其是多电平变 功率处理能力和开关频率之间往往存在着矛盾。 流器，人们在两电平ＳＰＷＭ技术的基础上，提出了 由于开关频率的难以应用ＰＷＭ技术来改善传 许多ＰＷＭ方法。常见的控制方法有以下几类：阶 统大容量变流器的性能，因此在功率器件未有本 梯波脉宽调制、基于载波的ＰＷＭ技术、空间矢量 质突破的前提下，人们力图通过对大功率变流器的 ＰＷＭ调制、其他控制方式等。 电路拓扑和控制策略两方面进行研究以提高电力电 近年来国际和国内超导技术都取得了突破性的 子变流装置容量的同时改善其性能。一个好的电路 进展，二十一世纪初超导技术将获得广泛应用已 拓扑再配合优秀的控制策略往往能提高大功率变流 成为人们的共识。超导储能系统（Ｓｕｐｅｒｃ０ｎｄｕｃｔｉｎｇ 器系统的性价比。因此研究大功率变流器的拓扑结 Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ，简称ＳＭＥＳ）在电力工业有 构及控制技术具有理论价值和实用意义。大功率变 着广泛的商业应用前景。近年来国外的研究机构， 流装置应满足功率容量大，运行效率高，输出谐波 已经开发出了商用小型ＳＭＥＳ系统（储能范围为１—６ 小，控制性能好等要求，对此人们进行了大量的探 ＭＪ），并在电力、军事领域得到应用。近年来， 索，在电路拓扑方面提出了各种解决方案，在大功 随着电力工业市场化的潮流和电力电子技术的发 率变流器的控制策略方面，大功率变流器要获得良 展，ＳＭＥＳ在电力系统的应用前景非常广阔。 好的输出性能，不仅要有适当的拓扑结构作为基 综上所述，电流型变流器作为一种变流器的 础，还要有相应的控制策略作为保障。衡量控制策 基本结构，与电压型变流器一样可以用于国民经济 略的标准有：变流器输出的谐波、开关器件的开关 各部门，尤其是超导技术在电力系统中的应用等方 频率、动态传输特性、传输带宽等。传统的ＳＰＷＭ 面，电流型多电平变流器更具优越性。因此，开展 方法能够准确地再现调制波信息，具有优良的传输 对电流型多电平变流器的研究工作具有重要的学术 特性和优化的频谱分布，但它也具有器件开关频率 意义和广泛的商业应用前景。 【收稿日期】２０１０一Ｏｌ一０ｌ ［基金项目】中山市科技计划资助项目（２００８３Ａ２５５） ［作者简介】熊宇（１９７２一），男（汉），重庆人，工学博士，高级工程师。 第２期 熊字：一种新型多电平开关变流器拓扑和控制策略研究 ５１ １多电平开关变流器拓扑及其控制策略分析 ２载波相移ＳＰＷＭ方法 设计 在大功率变换器系统中，由于受大功率电力电 对于多电平逆变器而言，ＰＷＭ技术无疑是一种 子开关器件（￣１ＧＴＯ等）开关频率上限的，在 获取理想输出的方案，它已在多电平ＶＳＩ中得到较 常规的多重化技术中采用正弦脉宽调制（ＳＰＷＭ） 广泛的应用 。同样地，ＰＷＭ技术也可应用于多 技术具有电流谐波大、变流器通频带窄等缺点。要 电平ＣＳＩ中。但是，ＰＷＭ技术的应用是依赖于多电 获取较好的系统性能，行之有效的方法是采用载 平变流器的拓扑结构的。对于三相电流型多电平变 波相移ＳＰＷＭ技术（注：为和其他相移ＳＰＷＭ技术相 流器而言，并非所有的拓扑都可以成功的应用ＰＷＭ 技术。基于工作原理的特殊性，ＰＷＭ技术能够成功 应用到多电平ＣＳＩ必须要考虑满足两个因素：…１要 维持直流侧电流的持续导通；（２）要考虑三相电流的 相互耦合的影响。对于单相直接型ＣＳＩ，毋庸置疑 可以采用ＰＷＭ技术。以三相６开关ＣＳＩ拓扑而言，由 于采用三逻辑控制方式实现了相相之间的解耦［４１１５１， 因而也可以应用ＰＷＭ技术获得三电平的ＰＷＭ电流 波形。三相组合型ＣＳＩ可以应用ＰＷＭ技术，对于本 文前面提出的三相直接式多电平（六电平以上） ＣＳＩ［６］而言，很难找到一种合适的ＰＷＭ方法。三相直 接式多电平ＶＳＩｌ１）之所以能够方便的采用ＰＷＭ技术， 是因为其各相之间在控制上可以视作相对的。 基于此思路，对于三相多电平ＣＳＩ，本章稍后将给 出一种可以实现ＰＷＭ技术的新型拓扑方案。 传统的ＰＷＭ方法经过数十年的发展，在电压 型两电平逆变器中的应用日臻完善，同时这些ＰＷＭ 方法已经成功的应用到多电平ＶＳＩ中去。同样的， 经过拓展，这些ＰＷＭ方法也可以用到多电平ＣＳＩ中 去。由于多电平ＣＳＩ具体拓扑结构的特殊性，针对 不同的拓扑结构应采取不同的ＰＷＭ控制方法。 从广义上讲，多电平变流器的ＰＷＭ控制方 法可以分为三大类，即基于多载波的ＳＰＷＭ方法 、空间矢量调制方法（ＳＶＰＷＭ） 】、开关点预置 ＰＷＭ法【９】，其具体细分见表１。 袁ｌ多电平变流器的ＰＷＭ控制方法分类 Ｔａｂ．１ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｅｄ ｃｌａｓｅｉ６ｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ 多电平变流器的ＰＷＭ控制方法 多电平消谐波ＰＷＭ方法（Ｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃ－ＳＨＰＷＭ） ＳＰＷＭ方法 多载波的 载波相移ＳＰＷＭ方法（ＣＰＳ—ＳＰＷＭ） 开关频率优化ＰＷＭ法（ＳＦＯ—ＰＷＭ） ＳＶＰＷＭ方法 常规的ＳＶＰＷＭ方法 相移式ＳＶＰＷＭ方法 开关点预置 预置凹超槽法（较高频率）Ｉ也称特定谐波消除 ＰＷＭ法 阶梯波逗近法（基波频率）ＪＰＷＭ＇Ｙ＆－（ＳＨＥＰＷＭ￣） 区别，这里称之为载波相移ＳＰＷＭ，Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｈａｓｅ— Ｓｈｉｆｔｅｄ ＳＰＷＭ，简记为ＣＰＳ—ＳＰＷＭ）。ＣＰＳ—ＳＰＷＭ技 术实质是多重化技术和ＳＰＷＭ技术的有机结合，它 的提出和仿真研究参见文ｉ１０］［３］［１２】。 ２．１ ＳＶＰＷＭ方法 ＳＶＰＷＭ技术是一种比较优秀的控制方法，它 在多电平ＶＳＩ中得到广泛的应用，目前仍是研究的 热点的之一。ＳＶＰＷＭ法具有直流侧电压（电流） 利用率高、输出电流谐波小、开关损耗很小、易于 数字化实现等优点。三电平ＣＳＩ的ＳＶＰＷＭ方法参见 文［５］，本文以三相组合型５电平ＣＳＩ为研究对象。 图１为基于电流源的三相组合型５电平ＣＳＩ 的拓扑，两个三相ＣＳＩ单元直流侧各有一个电流 源，假定每个直流源的电流都为Ｉ／２。 ％Ｃ＝卜 图１三相组合型５电平ＣＳＩ Ｆｉｇ．１ Ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ 【．２ ０）＿ ， ’ ， Ｌ １７ ‘ －２） （－ ２ ０２１ 一 ｆ一１．０ ．１） ’ ．．’ Ｉ ｌ， ｏ 、 ＿１＇＿１） ， ， ＼ ２，２） ＼ ＿２．ｏ１ 、ａ ｒ 。 （１，．２，１） １６＂ 图２三相组合型５电平ＣＳＩ的空间电流矢量图 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ ｓｐａｔｉａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉａｇｒａｍ ５２ 深圳信息职业技术学院学报 第８卷 与三相ＶＳＩ空间电压矢量调制类似，三相５电平 研究ＰＯＤ ＰＷＭ技术在以新型单相５电平ＣＳＩ拓扑中 ＣＳＩ空间电流矢量调制就是利用ｉ￣（ＨＣＳＩ空间电流矢 的应用。新型单｝Ｈ５电平ＣＳＩ的工作原理参见前文， 量Ｉｋ（ｋ＝Ｏ，１，２，～，１８）进行相应的矢量合成，使合成矢 现将其重画如图４所示。 量等于指令电流矢量。若指令电流为ｊ相对称正弦 波电流，则对应的指令电流矢量运动轨迹必为圆形 轨迹。由于空间矢量图的对称性，这里只分析其中 的一个６００区域，即图２中由１０、Ｉｌ、Ｉ２组成的大等 边三角形区域， ２．２多电平消谐波ＰＷＭ方法 基于多载波的多电平逆变器ＳＰＷＭ方法，是两 ４４单相５电平ＣＳＩ Ｆｉｇ．４ Ｍｏｎｏｐｈａｓｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ 电平ＳＰＷＭ方法在多电平变流器中的直接拓展，它 是最常使用的多电平ＰＷＭ控制方法之一。 Ｎ电平变流器中，Ｎ一１个具有相同的频率和相 ３一种新的分相控制式三相多电平ＣＳｌ 同的幅值的三角载波并排放置，形成载波组，以载 ３．１新型三相分相控制式多电平ＣＳＩ的原理 波组的水平中线作为参考零线。根据三角载波的相 本文在文［９］的基础上提出一种适用于带中性线 位，ＰＷＭ方法可以有如下 种形式：若各个三角 的星型负载的三相多电平ＣＳＩ拓扑，如图４所示为三 载波相位一致，记为Ｉ型；若在参考零线以上，三 相分相控制式５电平ＣＳＩ。该拓扑由三个单相５电平 角载波相位一致；参考零线以下，三角载波相位与 ＣＳＩ单元组成，每个单元的系统参数都一致，三相 前者相反，记为ＩＩ型；各个三角载波从上至下依次 逆变器的每一相对应一个单相ＣＳＩ单元，三个ＣＳＩ单 相反，记为ＩＩＩ型。 元之间通过星型负载的中性线进行解耦，即每个逆 本节以前面提出的新型单相５电平拓扑为控制 变单元之间的控制是相对的，电路工作时可以 对象，以ＩＩ型ＰＷＭ方法（也称载波位置相反分布 视作三个单｝ＨＣＳＩ单元工作，每个单相ＣＳＩ单元 （Ｐｈａｓｅ Ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ，简称ＰＯＤ法）为控制 的工作原理参见前面相关章节。图４中，每个开关 策略来进行说明。图３为ＰＯＤ ＰＷＭ技术的示意图。 管由ＭＯＳ管和一个快恢复二极管串联而成。Ｌａ，Ｌｂ， ＰＯＤ调制里含有四个三角调制波（ｗｃ１，ＷＣ２，ＷＣ３ 与ｃａ，ｃｈ，ｃｃ组成低通滤波器以滤出输出电流谐 波。ｚＡ，ＺＢ，ＺＣ表示三相交流负载。ＩＡ，ＩＢ，Ｉｃ表示三 个电流源。三个单相ＣＳＩ单元之间的控制信号 依次相差１２００。 图４所示的三相拓扑可以扩展到更高电平的 结构如ｉ相７电平（９电平、１１电平等等）ＣＳＩ，只 要把每个单相ＣＳＩ单元扩展到７电平（９电平、１ １电 平）结构即可。图５为基于单相全桥ＣＳＩ单元的三相 分相控制式５电平ＣＳＩ拓扑，它与图４相比需要更多 图３ ＰＯＤＰＷＭ方法 的电流源。图５所示拓扑也可以扩展到更高电 Ｆｉｇ．３ ＰＯＤ ＰＷＭ ｍｅｔｈｏｄ 平的场合。 和ＷＣ４）和一个正弦调制波（ｗｍ），零参考线位于载 ３．２多载波ＰＷＭ技术在新型三相分相控制式多电 波系列的中间，所有在零参考线上的载波都同相， 平ＣＳＩ中的应用 而在零参考线下的载波都与零参考线上的载波反 ３．２．１仿真波形 相。在每一瞬时，每个载波都与相应的调制波进行 本文以图４所述的三相分相式５电平ＣＳＩ为例， 比较，针对每一次比较，根据每个单￣ＮＣＳＩ的工作 应用前文所述的ＰＯＤ调制方法，进行了仿真研究。 原理，都给出一个导通开关的开关组合。本节着重 仿真参数如下：每个电流源电流为２０Ａ，每个均流 第２期 熊宇：一种新型多电平开关变流器拓扑和控制策略研究 ５３ 电感为１００ｍＨ，逆变器的输出工作频率为５０Ｈｚ，负 载电阻为６Ｑ，负载连接方式为星型连接并带中性 线，ｍａ＝０．９５，ｍｆ＝２０，输出滤波器由ＬＣ组合而成 Ｌ——————————————＿二 ： ＿————————————————二 ２ －＿＿Ｊ （Ｌ＝３ｍＨ，Ｃ＝１ ００ｕＦ）。 －｛一Ｌ Ｔ Ｔ １ 【 Ｉ丑 臼 ： ＝ＩＩ ． ， 牛 Ｌ ：｛ ｃ 图５ｆａ１新型三相分相式５电平ＣＳＩ拓扑１ （由单相直接式５电平ＣＳＩ单元组成） Ｆｉｇ．５（ａ）Ｎｅｗ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｓｐ１ｉｔ～ｐｈａｓ 一ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ ｔｏｐｏｌｏｇｙ １ —户ＨＩ 尸： ｉ： Ｊ ｛ ｉ二二 Ｉ：二ｌｌ｝ 厂—７］ 厂—７］ ；１ 二 Ｉｆ 二１ｒｌ 铷 Ｉ ： 圭！ｆ ｉ 图５（１１）新型三相分相式５电平ＣＳＩ拓４１＂２ （由单相全桥逆变单元组成） Ｆｉｇ．５（ｂ、Ｎｅｗ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｓｐｌｉｔ—ｐｈａｓｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ２ 目 ｒｕ‘ ， 日 丽 。 。 。 №ｄ０ ＴＩ ｎｔ 图６输出６￣ＰＷＭ电流波形 Ｆｉｇ．６ ＰＷＭ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ 图６所示为三相分相式５电平ＣＳＩ的输出ＰＷＭ电 流波形。图７为滤波后的三相负载电流波形，由图 可见滤波后的电流波形非常接近正弦波。图８表示 了输出ＰＷＭ电流波形在滤波前后的谐波频谱，从 图中可以看到滤波后的负载电流谐波含量非常小。 一：雾［ 一 ｏ ＲＩ ｄ０ Ｔｌ ｒ１ｔ 图７滤波后的负载电流波形 Ｆｉｇ．７ Ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ ａｆｔｅｒ ｉｆｌｔｅｒｉｎｇ Ｆｒｅｑｔ￣ｙ 图８输出电流谐波频谱（上：滤波前；下：滤波后） Ｆｉｇ．８ Ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｓｐｅｃｔｒｕｍ（ｔｏｐ：ｂｅｆｏｒｅ ｉｆｌｔｅｒｉｎｇ； ｂｏｔｔｏｍ：ａｆｔｅｒ ｉｆｌｔｅｒｉｎｇ） ３．２．２买验结果 在前面分析讨论的基础上，本节对文中提出的 三相分相控制式５电平ＣＳＩ新拓扑进行了实验验证。 实验的电路原理如图４所示，实验的系统参数（三 个单相ＣＳＩ单元的对应参数均一样）如下：每个电 流源由一个电压源（通过对应相电源整流获得）串 联１２０ｍＨ的电感来模拟，电路中的开关器件由ＭＯＳ 管（ＩＲＦＰ４５０）串联快恢复二极管（ＨＦＡ２５ＴＢ０６０）组 成。每个均流电感为１００ｍＨ，由于实验用电感存在 ０．８５ ｎ内阻，故在相关支路中分别串有０．８５欧的电 阻Ｒｅ１、Ｒｅ２来平衡，输出电流的频率为５０Ｈｚ，负 图９实现ＰＯＤ ＰＷＭ技术的方法 Ｆｉｇ．９ Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ＰＯＤ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ５４ 深圳信息职业技术学院学报 第８卷 载电阻为６ｎ，ｍａ为０．９５，ｍｆ为３２。 ＝＝＝ ：６ “ 【 ．ＥＰＲＯＭ均由相同的计数器来寻址，且通过锁相环 …１ 。叽 包含着正弦调制信号的ＥＰＲＯＭ的输出经过Ｄ／Ａ转换 后相乘，然后作为每个比较模块单元的调制信号。 Ｂ、Ｃ相单元ＣＳＩ实现ＰＯＤ ＰＷＭ调制的方案与Ａ相相 与对应相的电源同步。幅值控制信号为Ｖｍｏｄ，它与 ．一＿ ｉｌｍ ｍ ０ ．。 删 １ … Ｊ同。图１０为对应的实验波形。图ｌＯ（ａ）为载波比为３２ 时逆变器输出的５电平ＰＷＭ电流波形，图ｌＯ（ｂ）为滤 ㈣０ｌ。． 波后的负载电流波形，图中看出该波形近似为正弦 ｌ ｉ ． ， ＿： 一 （ａ）三相输出ＰｗＭ波形（载９￣Ｊ：Ｅ３２）（２Ａ／ｄｉｖ，５ｍｓ／ｄｉｖ） （ａ）Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ＰＷＭ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ （ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｒａｔｉｏ ３２）（２Ａ／ｄｉｖ，５ｍｓ／ｄｉｖ） （＜Ｈ… ＼ ＼ ／ ／ ＼ ＼ ／ ／ ＼ ＼ Ｌ ’ －，， Ｔ ， 厂 。、 ，， 、 ‘ ｉ ＿＼ ． ‘、 一 ．／ ／ ——、 ／ ～、 ／ 。／ ＼ √ 。＼ 、 （ｂ）滤波后的负载电流（载；￣ｈ３２）（４．５Ａ／ｄｉｖ，５ｍｓ／ｄｉｖ） （ｂ） ａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｆｔｅｒ ｉｆｌｔｅｒｉｎｇ（ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ ｒａｔｉｏ ３２） （４．５Ａ／ｄｉｖ，５ｍｓ／ｄｉｖ） ｆＣ）滤波后的负载电流的频谱 （Ｃ）Ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｆｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ 图１０实验结果 Ｆｉｇ．１０ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ 实验中Ａ相单元ＣＳＩ采用的实现ＰＯＤ ＰＷＭ技术 的数字化方案如图９。所有的比较器单元（决定 着开关逻辑）接收相同的正弦波调制信号（三相正 弦调制波依次相差１２００），三角载波是由三角载波 模块产生，每个三角载波模块对应着一片ＥＰＲＯＭ 和一片Ｄ／Ａ转换器。对于同一个ＣＳＩ单元，所有的 波。图ｌＯ（ｅ）波后的负载电流的频谱，从图中可以 看到滤波后的负载电流谐波含量非常小。三相分相 式多电平ＣＳＩ是一种比较有特色的新拓扑，它适用 于有中性线的星型负载。这类逆变器的特点是每相 负载的电流都可以控制，因而可以将适用于多 电平ＶＳＩ的许多ＰＷＭ方法应用到这类拓扑。 ４结论 本论文研究了几种ＰＷＭ技术在多电平ＣＳＩ中的 应用并提出了一种分相式多电平ＣＳＩ拓扑。研究结 果包括：（１）针对三相组合型多电平ＣＳＩ，介绍和 分析了一种ＣＰＳ—ＳＰＷＭ技术，它具有等效开关频率 高、开关损耗小、动态响应快以及通频带宽等优 点。（２）研究了ＳＶＰＷＭ技术在三相组合型５电平 ＣＳＩ中应用的一些基本问题，并给出了一种根据参 考矢量求取空间矢量作用时间的基本算法，这为后 续人员研究ＳＶＰＷＭ方法在多电平ＣＳＩ中的应用打下 基础。研究了一种多载波ＰＯＤ ＰＷＭ方法在新型单 相多电平ＣＳＩ中的应用，并进行了相应的仿真和实 验验证。（３）提出了一种新的分相控制式多电平 ＣＳＩ拓扑，该拓扑的各相的控制相对，因而可 以运用多电平ＰＷＭ技术。最后还给出了一种适用 于分相式多电平ＣＳＩ的多载波ＰＷＭ方法的数字化实 现方案，并通过仿真和实验验证了相关结论。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］Ｊｉｈ—Ｓｈｅｎｇ Ｌａｉ，ＦａｎｇＺｈｅｎｇ Ｐｅｎｇ．Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ａ ｎｅｗ ｂｒｅｅｄ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００９，３２（３）：５０９—５ １ ７． 【２】Ｂ．Ｐ．ＭｃＧｒａｔｈ ａｎｄ Ｄ．Ｇ．Ｈｏｌｍｅｓ．Ｍｕｈｉｃａｒｒｉｅｒ ＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００８，４９（４）：８５８－８６７． 【３】Ｆ．Ｗａｎｇ．Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ＰＷＭ ＶＳＩｓ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 第２期 熊宇：一种新型多电平开关变流器拓扑和控制策略研究 ５５ Ｍａｇａｚｉｎｅ，２００６，１０（４）：５ １－５８． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１ ９９７，（２）： ［４］ Ｘｉａｏ Ｗａｎｇ，ａｎｄ Ｂｏｏｎ—Ｔｅｃｋ Ｏｏｉ．Ｕｎｉｔｙ ＰＦ ｃｕｒｒｅｎｔ－ｓｏｕｒｃｅ ２７—３７．ｆｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ Ｔｔｒｉ－ｌｏｇｉｅ ＰＷＭ［Ｊ］．ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ． Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，２００８，８（３）：２８８—２９４． 【５］ 张崇巍，张兴编著．ＰＷＭ整流器及其控制［Ｍ】．北京：机 张仲超，方强，何卫东等．组合变流器相移ＳＰＷＭ技术 研究ＩＪ１．电力电子技术，１９９７（２）：９－１２． ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｃｈａｏ，ＦＡＮＧ Ｑｉａｎｇ，ＨＥ Ｗｅｉｄｏｎｇ，ｅｔ ａ１． 械工业出版社，２００３． ＺＨＡＮＧ Ｃｈｏｎｇｗｅｉ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎｇ．ＰＷＭ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｐｒｅｓｓ，２００３．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［６】 熊宇，胡长生，陈丹江，张种超．一类新型三相电流型 直接式多电平逆变器拓扑的研究【Ｊ１．中国电机工程学 报，２００７，２４（１）：１６３～１６７． ＸＩＯＮＧ Ｙｕ，ＨＵ Ｃｈａｎｇｓｈｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｄａｎｊｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｃｈａｏ．Ｒｅｓｅａｃｈ ｏｎ ａ ｎｅｗ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏｐｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００７， ２４（１）：１６３—１６７．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 【７］ Ｌ．Ｍ．Ｔｏｌｂｅｒｔ ａｎｄ Ｔ．Ｇ．Ｈａｂｅｔｌｅｒ．Ｎｏｖｅｌ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅ￣ｅｒ ｃａｒｒｉｅｒ—ｂａｓｅｄ ＰＷＭ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９９，３５（５）：１０９８—１ １０７． ［８】 Ｓａｎｍｉｎ Ｗｅｔ，Ｂｉｎ Ｗｕ，Ｆａｈａｉ Ｌｉ，ａｎｄ Ｃｏｎｇｗｅｉ Ｌｉｕ．Ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ａ］．Ｅｉｇｈｔｅｅｎｔｈ Ａｎｎｕａｌ ＩＥＥＥ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｃ］．２００３． 【９］ Ｌｉ Ｌｉ，Ｄ．Ｃｚａｒｋｏｗｓｋｉ，Ｙａｇｕａｎｇ Ｌｉｕ，ａｎｄ Ｐ．Ｐｉｌｌａｙ．Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ－ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０００，３６（１）：１ ６０—１ ７０． 【１Ｏ］ Ｚ．－Ｃ．Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｂ．一Ｔ．Ｏｏｉ．Ｍｕｈｉ—ｍｏｄｕｌａｒ ｃｕｒｒｅｎｔ—ｓｏｕｒｃｅ ＳＰＷＭ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， ｌ ９９３，８（３）：２５０—２５６． ［１１］ 张仲超，张劲东，方强，特大功率组合变流器的相移 ＳＰＷＭ技术，电工技术学报，１９９７（２）：２７—３７． ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｃｈａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｄｏｎｇ，ＦＡＮＧ Ｑｉａｎｇ． Ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔ ＳＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｍｕｈｉｃｏｎｖｅ ｒｔｅｒ【Ｊ］． Ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｆｔｅｄ ＳＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｍｕｈｉ—ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１ ９９７，（２）： ９－１２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 何卫东．组合变流器移相式ＳＰＷＭ技术的研究［Ｄ］，浙 江大学博士学位论文，２００６． ＨＥ Ｗｅｉｄｏｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｐｈａｓｅ－ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ＳＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｄ］．Ｄｏｃｔｏｒ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ｙｕ Ｘｉｏｎｇ，Ｙｉｎｈａｉ吲 Ｚｈａｎｇ，Ｋｕｎ Ｗｅｔ，ａｎｄ Ｚｈｏｎｇｃｈａｏ Ｚｈａｎｇ． Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｈａｓｅ——ｓｈｉｆｔｅｄ ＳＰＷＭ Ｂａｓｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ——ｓｏｕｒｃｅ Ｍｕｌｔｉ—ｅｏｎｖｅ￣ｅｒ［Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＥＥＥ ＡＰＥＣ ２００３［Ｃ］． ２ＯＯ８． 熊字，陈丹江，胡长生，张仲超．电流源型载波相移 ＳＰＷＭ技术的研究［Ｊ１．电力电子技术，２００７，３７（４）： ３９－４２． ＸＩＯＮＧ Ｙｕ，ＣＨＥＮ Ｄａｎｊｔａｎｇ，ＨＵ Ｃｈａｎｇｓｈｅｎｇ，ａｎｄ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｃｈａｏ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｔｆｅｄ ＳＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ－ｓｏｕｒｃｅ ｍｕｌｔｉ—ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ【ＪＪ．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００７，３７（４）：３９－４２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 吴洪洋，多电平变换器及其相关技术研究【Ｄ］．浙江大 学博士学位论文，２００６． ＷＵ Ｈｏｎｇｙａｎｇ．Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｄ］．Ｄｏｃｔｏｒ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 费万民，中高压功率变换相关技术的基础研究［Ｄ］．浙 江大学博士学位论文，２００４． ＦＥＩ Ｗａｎｍｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ－ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｖｅｎｅｒ［Ｄ］．Ｄｏｃｔｏｒ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ５６ 深圳信息职业技术学院学报 第８卷 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ＸＩｏＮＧＹＵ （Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｔｏｒｃｈ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ ５２８４３６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｓｐｌｉｔ——ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｒｅｅ——ｐｈａｓｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎｅｕｔｒａｌ ｌｉｎｅ ０ｆ ｔｈｅ ｌｏａｄｓ．Ｅａｃｈ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅ￣ｅｒ ｏｐｅｒａｔｅｓ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ＳＯ ｔｈａｔ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ．Ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＯＤ）ＰＷＭ ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ． Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ——ｐｈａｓｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳ１ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｏｎｅ ｐｈａｓｅ ｃｅｌ１．Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ａ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ５－ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｂｕｉｌｔ ｔｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｓｅｖｅｒａｌ ＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎａｌ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ＣＳＩ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｆｔｅｄ ＳＰＷＭ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｍｕｈｉｃａｒｒｉｅｒ ＰＷＭ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ ５一ｌｅｖｅｌ ＣＳＩ．Ｓｏｍｅ ｂａｓｉｃ ｐｏｉｎｔｓ ａｂｏｕｔ ＳＶＰＷＭ ｍｅｔｈｏｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎａｌ ５－ｌｅｖｅｌ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｒｅｎｔ－ｓｏｕｒｃｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ；ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ；ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ；ＳＭＥＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 【责任编辑：高潮】
