三相四桥臂逆变器的PWM控制

表2中的15种开关模态，如果某相的开关模态为1，就表明该相加+E，相电流增加;如果某相的开关模态为-1，就表明该相加-E，相电流减小;如果某相的开关模态为0，就表示该相续流，相电流增加或减小趋势较小。

3三相四桥臂逆变器的HCPM控制

三相四桥臂逆变器由于设置了由S7、S8组成的中性点形成桥臂，这相当于能够实现三相四线制输出，此时各相电路就具有了独立性，各相的输出电压和电流只取决于各相的负载变化。因此采用具有独立控制性能的三态滞环电流脉冲调制(HysteresisCurrentpulseModulator，简称HCPM)控制方式是比较合适的，其A相电路框图如图2所示。它的控制规律是：

当Δi>+h时(2h为滞环宽度)，S1和S8导通， S4和S7关断，A相加+E，使相电流增大;当Δi- h时，S4和S7导通，S1和S8关断，A相加-E，使相电流减小;当-hΔi+h时，S1和S7或S4和S8导通，逆变器A相续流。这样，使A相输出电流在给定的滞环宽度2h范围内跟踪给定电流ira，经交流滤波器LfA、CfA滤波后，即可得到正弦波电流输出。

对于三相四桥臂逆变器，要用三个HCPM分别对逆变器的三相进行控制，但要注意解除由于S7和 S8公用桥臂造成的电流激励的相互牵制，解决的办法是用中性点电流iN控制S7和S8的导通。三相逆变器在实现三相四线制输出时，三相星形负载虽不对称，但三相相电压是对称的，因此三相负载电流也是不对称的，使中线电流iN不等于零。中性点桥臂的S7和S8就是专为iN的流通而设置的，所以电流iN就决定了开关S7和S8的工作状态。为了说明简单，假定三相星形负载是大小不相等的纯电阻负载，即：RA≤RB iC，

iA=uA/RA=(Im+ΔIA)sinωt=Imsinωt+ΔIAsinωt

iB=uB/RB=(Im+ΔIB)sin(ωt-2π/3)

=Imsin(ωt-2π/3)+ΔIBsin(ωt-2π/3)

iC=uC/RC=Imsin(ωt+2π/3)

iN=iA+iB+iC=ΔIAsinωt+ΔIBsin(ωt-2π/3)

由余弦定理、正弦定理及图3可知：iN=· sin(ωt-α)α =arcsin

当只有A相有负载时

iN=iA=Imsinωt

当只有A、B相有负载时，假定RA=RB，

则：iN=iA+iB=-iC=-Imsin(ωt+2π/3)

当三相负载对称时，RA=RB=RC则：

iN=iA+iB+iC=0

从以上分析可知：中线电流iN有三种值：iN=0，

iN=+iN和iN=-iN。iN的的检测有两种方法，如图4所示。其中图4(a)是用两个小直流电容Cd1=Cd2形成直流电压中点N1作为中性点对iN进行检测;图4( b)是用小型NFT形成的中性点N1作为中性点对iN进行检测。当三相负载对称时iN=0，S7和S8都不导通;当iN=±iN时，±iN的正半周使S8导通，±iN的负半周使S7导通，逆变器四个桥臂在-iN和+iN时的开关方式如表2所示。这样，S1～S6的控制就可以采用带有电流内环的所有PWM控制电路，例如三相HCPM控制电路等。理论分析表明，采用iN控制S7和 S8的导通可以使控 制 精 度 提 高 ， 可 以 使 输 出 电 压 、 电 流 的 波 形 更 接 近 于 正 弦 波 ， 可 以 使 S1～ S6与 S7、 S8的 控 制 分 开 独 立 进 行 。

起 动 过 程 ： 起 动 前 S7和 S8处 于 关 断 状 态 ， 控 制 电 路 的 直 流 电 压 已 加 上 。 在 起 动 瞬 间 iN=0， 所 以 电 流 互 感 器 的 CT2的 次 级 无 感 应 电 压 发 生 ， “ 过 零 点 检 出 ” 电 路 输 出 正 电 压 使 交 流 开 关 S9导 通 ， N′ 与 N1点 之 间 有 电 流 iN流 过 ， 电 流 互 感 器 CT1次 级 的 感 应 电 压 使 S7或 S8导 通 ( iN正 半 周 使 S8导 通 ， iN负 半 周 使 S7导 通 ) ， 逆 变 器 进 入 工 作 状 态 。

正 常 工 作 过 程 ： 在 iN过 零 期 间 ， S7和 S8不 导 通 ， CT1和 CT2次 级 无 感 应 电 压 ， “ 过 零 点 检 出 ” 电 路 输 出 正 电 压 使 S9导 通 。 iN流 通 并 在 CT1次 级 感 应 出 电 压 使 S7或 S8导 通 ， 此 时 ， iN的 大 部 分 由 N′ 点 到 N2点 通 过 S7或 S8流 通 ， 并 在 CT2的 次 级 感 应 出 电 压 ， 使 “ 过 零 点 检 出 ” 电 路 输 出 零 电 压 将 S9关 断 ， 使 iN全 部 通 过 S7或 S8流 通 ， 进 入 到 iN≠ 0期 间 。 此 时 ， 虽 然 N1点 与 N2点 电 位 不 等 ， 但 由 于 S9的 关 断 就 切 断 了 N1到 N2点 之 间 流 过 的 电 流 ， 以 提 高 逆 变 效 率 。