Ⅲ型ACHB逆变器拓扑优化方案

Ⅲ型ACHB 逆变器A 相拓扑结构如图4-12 所示，该拓扑由两个直流侧电压比为3∶1 的H 桥单元级联而成，S11、S21、S31、S41、S12、V22、S32和S42表示各开关器件。

图4-12　Ⅲ型ACHB 逆变器拓扑

由图4-12 可见，两个H 桥单元H1 和H2 的直流侧电压分别为3E 和E，输出相电压为 uAN，输出相电流为 io。Ⅲ型 ACHB 逆变器拓扑在不增加级联单元的情况比直流源电压比为1∶2 的Ⅱ型拓扑能够输出更多的电平数。假设单元i ( i=1，2)的开关函数为：则各单元的输出电平可表示为：

式中， Si表示第i 个单元的开关函数； uHi表示第i 个单元的输出电平。

因此级联逆变器总的输出电平为：

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以（S1，S2）来表示级联逆变器以及各单元输出电平的状态，各单元输出电平如式（4-6）所示，级联逆变器总的输出电平如式（4-7）所示。表4-5所示为ACHB 逆变器的工作状态，图4-13 所示为各区间PWM 电平的合成方式，当选择不同PWM 合成方式时会对应不同PWM 电平的输出波形。下面以正半周期为例来进行分析。

图4-13　不同区间的PWM 电平

结合表4-5 和图4-13，可以得出：逆变器在输出0、±E、±3E 时均存在冗余开关状态，两个单元组合共计存在16 种开关状态。当PWM 电平的合成方式采用A+B+C+D 的混合调制方式，可以看出在开关状态2E 和-2E内，不可避免会出现高压和低压单元的输出电压极性相反的现象，这是由于Ⅲ型ACHB 逆变器拓扑结构固有的缺点所决定的。

表4-5　Ⅲ型ACHB 逆变器工作状态

续表