MMC载波移相调制学习,PSCAD模型调整

载波移相

采用载波移相产生开关信号,其原理为:将 n个幅值和频率相同但相位不同三角载波同一个正弦调制波进行比较 ,从而生成脉宽调制(PWM)信号。

结合 MMC 的拓扑结构,要使上、下桥臂投入的子模块数量之和保持为 n,则需满足上桥臂投入子模块的数量与下桥臂切除子模块的数量相等。因此,上、下桥臂调制波的相位应该相反

对于每个桥臂中的 n 个子模块,传统载波移相采用 n 组相位错开 2π/n 的双极性三角载波与正弦电压调制波比较,产生各子模块 IGBT 的脉冲信号。其中,每一相上、下桥臂的正弦电压调制波反相。子模块数量的奇偶性和上、下桥臂对应子模块的载波相位错开角度 θ 影响输出电平数,总结如下表

2n+1 电平输出时,每相所投入子模块总数在 n-1,n,n+1 三者之间变化。该方法虽然输出电平数多,但是直流侧电压波动性较大。n+1 电平输出时,每相所投入的子模块总数恒定为 n,直流侧电压稳定性较好。考虑公共直流侧电压稳定性,本文采用 n+1 电平输出方式

上、下桥臂对应位置的子模块载波相同,上、下桥臂调制波反相。(注意这里说的调制波不包含电压或SOC均衡的,而是主控制直接产生的)。以单桥臂 20 个子模块,三角载波周期 5ms 为例,则在每个桥臂中每个子模块载波需要错开的角度为 18º,即延时间隔0.25ms。

调制比

在PWM技术中,调制比m被定义为调制波幅峰值和载波峰值的比值,其中Aref是调制波的峰值,Af是载波的峰值。

m= \frac{Aref}{Af}

0.5Udc-Uref=Up

0.5Udc+Uref=Un

正常工作 时,VT1和VT2以及VT3 和VT4 的开关状态互补,VT1和VT4 以及VT2和VT3的开关状态一致。

[1]金洪涛.模块化多电平换流器改进载波移相及电压均衡控制策略研究[D].兰州交通大学,2020.DOI:10.27205/d.cnki.gltec.2020.000300.
 

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