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基于改进DPWM的三电平逆变器多目标优化算法
A Multi-Objective Optimization Algorithm for Three-Level Inverters Based on Improved DPWM
柴锦 · 王伟胜 · 卢家璇 · 刘通 等5人 · 电源学报 · 2025年7月 · Vol.23
三电平逆变器在中高压应用中备受关注，但传统连续脉宽调制（CPWM）存在开关损耗高、共模电压（CMV）波动大及中点电位不平衡等问题。本文在分析CMV产生机理基础上，推导出基于离散脉宽调制（DPWM）的CMV抑制条件，提出一种改进的DPWM调制策略，可在DPWM0～DPWM3模式下同时降低开关损耗并抑制CMV。进一步结合中点电位控制方法，实现三电平逆变器的多目标优化控制。仿真与实验结果验证了该策略的有效性。
解读: 该改进DPWM多目标优化算法对阳光电源三电平产品线具有直接应用价值。在ST系列储能变流器和大功率SG光伏逆变器中，三电平拓扑广泛应用于中高压场景，该技术可同时解决开关损耗、共模电压和中点电位平衡三大核心问题。对PowerTitan等MW级储能系统，降低开关损耗可直接提升系统效率0.5-1%，抑制CM...
一种基于零矢量切换SVPWM策略的三电平逆变器PWM频率谐波抑制方法
A Method for PWM Frequency Harmonic Suppression Using Zero-Vector Switching SVPWM Strategy in Three-Level Inverter Drive Systems
Huidong Huang · Wentao Zhang · Yongxiang Xu · Haoyu Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种用于三电平三相电压源逆变器的新型单边沿空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，可有效抑制脉宽调制（PWM）频率附近的谐波。基于二极管钳位型三电平逆变器工作原理，分析了传统单边沿SVPWM的技术原理及相电压谐波分布特性。为优化传统单边沿规则采样SVPWM的矢量合成顺序，提出一种新颖的零矢量切换SVPWM（ZSSVPWM）技术，并详细阐述其技术原理与实现过程。仿真与实验结果验证了该策略对PWM相关谐波的抑制效果，并对比分析了不同调制比下的谐波特性。
解读: 该零矢量切换SVPWM技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的谐波优化具有直接应用价值。三电平拓扑是阳光电源中高压大功率产品的核心架构，该方法通过优化零矢量切换顺序，可有效抑制PWM频率附近谐波，降低滤波器设计难度，提升系统效率。特别适用于PowerTitan大型储能系统和1500V光...
用于PMSM驱动的三电平ANPC逆变器的降低共模电压非最近空间矢量调制
A Non-Nearest Space Vector Modulation with Reduced Common-Mode Voltage for Three-Level ANPC Inverter Fed PMSM Drives
Guanzhou Ren · Guangtong Ma · Chunxing Yao · Shuai Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
由于低谐波失真、低电压应力和高效率优势，三电平逆变器已广泛应用于各种场合。传统三电平PWM方法通常调节冗余小矢量占空比以实现中点电压控制。共模电压CMV降低方法避免使用产生高共模电压的冗余小矢量。为解决该问题，提出一种三电平逆变器的新型调制技术。该方法基于非最近空间矢量合成准则开发，与传统SVPWM相比将CMV幅值降低至50%。提出新的中点电压平衡方法，利用具有相反中点电流的小和中矢量调节中点电压。通过对比仿真和实验测试验证该调制方法性能，结果显示更低总谐波失真、改善的中点电压调节能力和增强的逆...
解读: 该三电平ANPC调制研究对阳光电源三电平逆变器技术优化有重要参考价值。CMV降低至50%和改善中点电压平衡的性能提升与阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的EMI抑制和可靠性需求一致。非最近空间矢量合成准则和利用小中矢量平衡中点电压的方法可应用于阳光三电平拓扑的调制算法优化。更低THD和更高效...
基于零序分量注入的相干矢量模型预测控制在三电平NPC逆变器供电PMSM驱动中的应用
Coherent Vector-Based Model Predictive Control With Zero-Sequence Component Injection for Three-Level NPC Inverter Fed PMSM Drives
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
传统模型预测控制（MPC）通过枚举过程选择一个基本电压矢量，其输出纹波相对较高。为提高控制性能，采用了三电平中性点钳位逆变器，不过这增加了永磁同步电机控制算法的复杂度。在所提出的模型预测控制方案中，引入了一组起始点可移动的相干电压矢量（CVV）来替代基本候选矢量。最优相干电压矢量的脉冲序列通过单载波调制生成，并且不同扇区的电容电荷平衡可包含在零序分量注入中。所提出的相干电压矢量 - 模型预测控制（CVV - MPC）具有实现简单的特点，且在低开关频率下性能令人满意。通过对比实验验证了所提方法的有...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的相干矢量模型预测控制（CVV-MPC）技术对我们的光伏逆变器和储能系统产品具有重要参考价值。该技术针对三电平NPC逆变器驱动永磁同步电机的场景，通过引入可移动起点的相干电压矢量替代传统基本矢量，并结合零序分量注入实现电容电荷平衡，有效降低了输出纹波并简化了控制...
基于载波的三电平NPC逆变器最小损耗断续PWM与中点电压平衡
Carrier-Based Minimum-Loss Discontinuous PWM With Neutral-Point Voltage Balancing for Three-Level NPC Inverters
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文分析了三电平逆变器的零钳位可能区域，并研究了不连续脉宽调制（DPWM）中正钳位、负钳位和零钳位的选择标准。基于此分析，提出了一种基于载波的最小损耗 DPWM（MLDPWM）方法，以最小化三电平逆变器的开关损耗。该方法通过应用零钳位，进一步增大了峰值电流附近的钳位区域。因此，考虑到功率因数角和调制指数的所有范围，通过减少峰值电流附近的开关次数，可以使开关损耗最小化。在开关损耗函数方面，将所提方法的性能与传统 DPWM 方法进行了比较。此外，在保持所提 MLDPWM 原则的同时，通过调整钳位区域...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC逆变器的最小损耗不连续PWM技术具有重要的应用价值。该技术通过优化零钳位策略，在峰值电流附近扩大钳位区域，有效减少了开关次数，从而最小化开关损耗。这一技术创新与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在产品层面，该技术可直接应用于我司的大...
一种适用于中点电压不平衡的低开关数量三电平逆变器的直流链电流纹波抑制方法
DC-Link Current Ripple Reduction Method for the Reduced Switch Count Three-Level Inverter With Unbalanced Neutral-Point Voltages
Zhiyuan Chu · Changwei Qin · Xiaoyan Li · Lei Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对低开关数量三电平逆变器在传统空间矢量调制下直流链电流纹波大、影响电容可靠性的缺点，提出一种适用于中点电压平衡与不平衡工况的直流链电流纹波抑制方法。通过分析占空比分布因子范围并结合输出电流幅值，优化区域划分策略，降低占空比计算复杂度；设计无差拍控制实现电容电压的精确快速独立调控，并合理安排开关序列。仿真与实验验证了该方法的有效性，在高低调制指数下直流链电流纹波分别减少四分之一和五分之二，同时保持良好的输出电流质量。
解读: 该直流链电流纹波抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过优化SVPWM调制策略和无差拍中点电压控制，可将直流侧电流纹波降低25%-40%，直接提升PowerTitan储能系统中直流母线电容的使用寿命和可靠性。该方法在低开关数量拓扑下实现中点电压精确调控，为阳光电...
基于字典序优化方法的T型三相三电平逆变器容错序列模型预测控制
Tolerant Sequential Model Predictive Control Based on Lexicographic Optimization Method for T-Type Three-Phase Three-Level Inverters
Shengwei Chen · Yong Yang · Rong Chen · Jiefeng Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
由于中性点（NP）电压的存在，三电平逆变器的控制本质上已成为一个多目标优化问题（MOOP），该问题需要为负载提供稳定的输出电压，同时维持中性点电压。传统上，这个多目标优化问题通过加权因子转化为单目标优化问题。然而，由于两个控制目标的物理量纲通常不同，根据特定理论选择合适的加权因子以获得令人满意的性能颇具挑战。为解决这一问题，本文提出了一种采用字典序优化方法的容错顺序模型预测控制（TSMPC）。该方法针对输出电压和中性点电压建立了两个不同的层次，根据控制目标的重要性对其进行排序，以评估所有电压矢量...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于词典优化方法的容错序贯模型预测控制技术对我们的三电平逆变器产品具有重要应用价值。T型三电平拓扑是我们光伏逆变器和储能变流器的核心技术架构，而中点电位平衡控制一直是制约系统性能和可靠性的关键技术瓶颈。 该技术的核心创新在于摒弃了传统加权因子方法，采用分层优先级策略处...
一种用于800V电动汽车动力总成的三电平辅助谐振换流极逆变器
A Three-Level Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter for 800-V Electric Vehicle Powertrain
Bijan Elyasi · Farzad Tahami · Ghasem Rezazadeh · Hadi Nouri · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
将电动车辆（EV）公交车的电压从400 V提升至800 V对电动汽车逆变器的设计产生了重大影响。三电平逆变器旨在应对高电池电压。在三电平逆变器拓扑中，中性点钳位（NPC）逆变器具有更好的谐波频谱和更低的半导体损耗，这使得其能够实现更高的功率密度和更简单的冷却系统。然而，在这种拓扑结构中，更高的开关频率会导致逆变器产生更多的功率损耗。较高的开关频率能力使得高速电机的应用成为可能，从而减小了电力驱动系统的整体尺寸。本文提出了一种新型软开关NPC逆变器，其中单向辅助谐振换流极（ARCP）电路辅助从钳位...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三电平辅助谐振换流极（ARCP）逆变器技术虽然针对800V电动汽车动力系统，但其核心技术理念与我们在光伏逆变器和储能系统领域的技术演进方向高度契合。 该技术的核心价值在于通过软开关技术实现中性点钳位（NPC）拓扑在高开关频率下的低损耗运行。这与阳光电源当前在...