三電平拓撲工作原理與兩電平區別介紹

三電平拓撲結構相對于兩電平在性能上有很多優勢，但是也存在中點電位不平衡這一固有問題。 基于簡化的三電平空間矢量脈寬調制(space vector pulse width modulation，SVPWM)，提出一種混合式的三電平中點平衡控制策略。接下來給大家介紹一下三電平拓撲工作原理以及三電平與兩電平優勢對比。

1.三電平拓撲工作原理

NPC（Neutral Point Clamped）三電平拓撲結構是一種應用最為廣泛的多電平拓撲結構。NPC拓撲結構最早由日本長岡科技大學學者南波江章（Akira Nabae ）在80年的IAS年會上提出，并于90年代初在高壓變頻器上得到實際工業應用。近年來隨著電力電子技術在電力行業的發展，NPC三電平技術開始越來越多的應用到各個領域，包括光伏逆變器、風電變流器、高壓變頻器、UPS、APF/SVG、高頻電源等都有著廣泛的應用。NPC拓撲最常用的有兩種結構，就是我們常說的“I”字型（也稱NPC1）和“T”字型（也稱NPC2、MNPC、TNPC、NPP等）。另外ANPC也是一種NPC1的改進型，這些年隨著器件的發展，ANPC也開始有一些適合的應用。本文主要介紹前兩種結構，從結構特點、回路分析、調制方式、損耗計算等幾個方面來分析這兩種NPC拓撲結構。

三電平拓撲結構的思想來源于一種多級可控直流源的思想。通過對不同等級電源的切入來實現多電平的控制。二極管鉗位型NPC三電平拓撲結構正是通過引入兩個鉗位二極管來實現多級電壓的控制。

2.三電平與兩電平優勢對比

輸出電壓諧波含量(THD)低、開關 頻率低、連接電抗小。三電平與兩電平優勢對比： 1、功率因數:兩者都能實現相同效果; 2、成本:兩電平有優勢; 顧客關心 三電平除正負電平外,比兩電平多了一個 0 電平,即更低開關頻 率(更小電抗)即能輸出諧波含量相同的波形,但為此節省的散熱器和 連接電抗成本不足以彌補三電平多出的 IGBT 和二極管成本。 3、穩定性:兩電平技術成熟。

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