三相Y型链式多电平逆变器的不对称运行能力分析

摘要

当三相链式多电平逆变器(cascaded multilevel inverters,CMI)工作在负载不对称的工况时,或者变流器进行基于中性点移位原理的故障功率模块切除控制时,Y型CMI就必然要工作在三相不平衡的工况,输出三相不对称的相电压.为了满足不对称工况运行的需要,Y型CMI的变流器设计应当满足一定的电压裕量,以输出不平衡的相电压.显然,电压裕量越大,装置的不对称运行的能力也越强,但在正常工况下,装置的容量利用率也越低,装置成本也越高.因此,电压裕量设计应当综合考虑成本和不对称运行能力两个因素.本文通过建立起Y型CMI的中性点与不对称度之间的数学模型,定量分析了约束条件下的变流器相电压与不对称度之间的数量关系,从而推导出了不对称运行条件下功率模块数量的设计公式,建立了CMI不对称运行能力的评估方法,为Y型CMI的功率模块设计和不对称运行能力评估提供了一些理论依据.