与传统的两电平逆变器相比，三电平逆变器有很多优点，例如谐波含量少，开关器件上的电压应力降低，在较低开关频率下可得到较好的正弦输出波形，以及效率高等优点，目前已被应用在一些中高压大功率场所中，例如无功功率补偿，船用传动，轧钢机以及其他变速驱动器中。在一些调速驱动系统和其他应用中，有些厂家已经开始将三电平二极管钳位型（又称NPC型）逆变器商业化，但是它存在一个固有问题，即直流侧两个分压电容上的电压大小不等而造成的中点电位不平衡，这是由多种原因造成的。

　　本文针对三电平二极管钳位型逆变器中点电位不平衡这个问题，分析了NPP不平衡所带来的影响，研究了一种基于SPWM控制的稳压器的设计，进行了Matlab/Simulink仿真，仿真结果说明了此设计方案的可行性。

　　2两类中点电位控制策略比较目前控制中点电位平衡的技术可以分为以下两类：1）修改硬件电路或者增加额外的硬件电路1-2，这需要额外的电感、电容和开关元件来控制直流母线侧两个分压电容上的充电和放电电流的变化率，由于此技术花费较大，目前一般不采用硬件电路技术来控制中点电位平衡；2）基于正弦脉宽调制（SPWM）或空间矢量控制策略（SVPWM）的修改1-2.关于这两种调制策略的几种中点电位控制技术已经被广泛提出来了。

　　以上提到的两种控制技术都是在尝试开通或关闭相应的器件来调整直流侧两个分压电容的充放电，使得电容电压尽可能达到平衡。

　　在SVPWM控制技术中，逆变器的冗余开关状态被用来控制中点电位，而中点电位和逆变器开关状态之间的关系很复杂，因此准确基于冗余开关状态的选择来平衡中点电位是很困难的。

　　在一些控制方案中，需要知道负载功率因数角的大小和瞬时功率流的方向，而它们在瞬态条件下是难以确定的。

　　在中提出的控制NPP的零序电压解析算法，有很多的零序电压表达式，其推导过程相当复杂。零序电压与空间矢量调制中的开关状态存在紧密联系，因此零序电压注人法可以被应用到空间矢量调制中。然而这些控制策略仅关注输出电压波形的合成，并且需要一个算法来调节三电平输出电压间直流母线上的功率平衡，它们会使逆变器的中点存在一个明显的3次谐波，这将导致逆变器的直流侧所需的电容容量有所增加。

　　零序电压解析算法也适用于基于载波调制的技术中。各种基于载波的PWM技术，例如开关频率恒定PWM技术、开关频率可变PWM技术以及移相PWM技术，都可以使谐波总畸变率比较小化，并且提高输出电压。值得注意的是，现场可编程门阵列（FPGA）已被用于三相阻感性负载的为三电平二极管钳位型逆变器的拓扑结构图。表1给出了三电平二极管钳位型逆变器开关状态与输出电压的关系（以u相为例）。表中“1代表开关器件导通，0代表开关器件关断。

　　相电压为在直流侧2个分压电容的电压值不等（Vdc1=200V，Fdc2=400V）时的相电压和线电压PWM波形和谐波含量频谱图。在这个条件下，谐波总畸变率较大，它们对于驱动器和一些其他应用场所来说是很危险的。

　　表2给出了在总的直流电压为600V，且中点电位不平衡时线电压的谐波总畸变率（THD）。

　　Vw2）2s/2r变换，即两相静止坐标系与两相旋转坐标系之间的变换，又称Park变换。

　　点电位控制器的特性。

　　为包含PI控制器和逆变系统的闭环控制系统图，其中引用RU）为中点电位所希望的值，而CU）为中点电位的实际值。

　　利用获得的闭环系统的特征方程来找出PI控制器的参数。所提出的的闭环中点电位稳压器的特征方程为这是一个2阶传递函数。Kp值确定了电压响应，Ki值限定了电压控制回路的阻尼因子，控制Kp值就可以控制稳压器的带宽，如果Kp值过大，使得带宽超过了3次谐波频率（150Hz），那么中点电位稳压器将能够降低3次谐波电压的纹波。

　　基于本研究，把阶跃响应输人到调节器的传递函数中对这个完整的控制模块进行测试。如所示为各种PI控制器参数下的瞬态阶跃响应，中点电位稳压器的性能指标见表3.表3中点电位稳压器的性能指标Tab.3Performanceindicationof序号KpacK之间波动；在中点电位稳压器控制下，直流侧2个分压电容电压的波动幅值明显减小，相电流波形正负幅值绝对值均接近80，中点电流波动的幅值明显减小，在之间波动，线电压波形明显得到改善。

　　试验参数：载波频率2kHz，调制深度为0.9，输出频率为50Hz实验结果分析，当加人中点电位稳压器后，线电压和相电流波形均有所改善；中点电位的波直流侧电压检测动也有所减小。

　　仿真器微机I实验总体设计方框图表4主要器件及参数器件参数单相调压器（TDGC1/0.5）输入电压220 V，比较大输出电流4A比较高电压600 V，允许电流35直流母线分压电容（电解电容）耐压450控制回路的稳压电容（极性电容）耐压160 V，容量为220限流电阻（功率电阻）主回路为51控制回路为1kft三相异步电机（负载）额定功率60 W，额定电压380耐压值600开关频率为20钳位二极管（MUR860）反向电压600 V，额定电流8（c）NPP电压波形1有中点电位稳压器时波形7结论对于三电平二极管钳位型逆变器，其直流侧中点电位不平衡这个问题，需要通过中点电位稳压器来加以控制。本文通过Matlab仿真，通过在直流侧和交流侧分别采用PI控制器，引人偏移电压信号Fff，构成了一个闭环系统，在这个闭环系统控制下，直流侧中点电位不平衡在一定程度上得到了有效控制，仿真结果验证了该方法的有效性；又以硬件电路为平台，通过软件控制来抑制中点电位波动，实验波形也验证了该方法在一定程度上有效。