摘 要：簡單介紹了級聯式高壓變頻器的工作原理。在分析多載波控制算法和階梯波控制算法的基礎上，提出了一種新型優化控制算法。能降低輸出諧波含量和開關損耗，且易于實現調壓調頻控制。最后用MATLAB軟件進行 了仿真分析 ，結果表明該新型控制算法是可行的。 關鍵詞 ：級聯 ；高壓變頻器；多載波 ；階梯波 0 引言 級聯式高壓變頻器又稱完美無諧波變頻器，通過串聯若干低功率單元的方式實現高壓輸出，從本質上解決了以往高壓大功率變頻器存在的許多問題，如對電網的諧波污染大，輸入功率因數較低，輸出對電機絕緣的影響等。該系列變頻器首次使用了IGBT控制技術 ，獨特的構思和模塊化的設計使得其在可靠性、易維護性等方面大大優于普通的高壓變頻器。經過多年的研究和發展，針對該類拓撲結構變頻器提出了諸多控制算法，如低次諧波最少控制算法，指定諧波消去算法 （SHEPWM），載波移相控制算法 （PSPWM）等。本文提出一種混合控制的優化控制算法，并通過MATLAB軟件進行仿真分析。 1 級聯式變頻器工作原理 為了有效抑制輸入電流諧波對電網的污染，采用多重化移相變壓器為功率單元獨立供電 （圖1）.當五級功率單元串聯輸出時，變壓器就需要 5組共 15路三相電壓輸出，理論上輸入電流中不含有29次以下諧波 。 圖1中虛線部分為一個功率單元，每相內的功率單元依次串聯，以實現相電壓輸出。每個功率單元的輸出電壓有｛-E、0、+E）三個等級，N級單元串聯輸出時相電壓就有2N+1個等級，這樣輸出電壓的等級遠多于傳統兩電平控制方式的，輸出電壓的諧波含量也遠低于傳統兩電平控制方式的。 1．1 載波移相控制算法 載波移相控制算法的理論基礎是傳統的SPwM控制技術。為了降低輸 出電壓和電流的變化率，需要為每級功率單元配置一路三角載波，且各載波相位不同 （圖2）。所有功率單元的正弦調制波的幅值和相位相同，三角載波形狀相同但相位不同，各載波間相角依次移動 2x／N （或2Ⅱ／Ⅳ）。左右橋臂的調制波相位相反有助于提高等效載波比和提高電壓利用率。功率單元的輸出為SPWM波，其基波電壓為： 其中，M表示調制比 （即正弦調制波的幅值），ω為輸出電壓的角頻率，E為直流母線電壓。五級功率單元串聯輸出時，輸出電壓為各個功率單元輸出電壓的疊加 ，其基波電壓為： 通過對正弦調制波幅值和頻率的控制，能實現變壓變頻 （VVVF）控制。 閱讀全文：級聯式高壓變頻器優化算法的研究