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MODULATION TECHNIQUE FOR HIGH POWER CONVERTET
Li jianlin  Xuhongfei  Panlei  Wangliqiao  Zhangzhongchao
[1]Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences
[2]Institute of hydraulic sciences
[3] Yanshan University  [4]Zhejiang University
Abstracts: Multi-carrier PWM technique is a kind of switch modulation strategy for multi-level converters in common use, which is of such advantages as explicit principle, easy realization and suitability for any multi-level converters. According to the phases of each triangle carrier, there are three modulated methods. the relative merits of each method are analyzed and compared from the viewpoint of harmonic quality. The operation principal of carrier phase-shifted SPWM （abbreviated as CPS-SPWM） has been analyzed in this paper. The key idea of this approach is the combination of multi-modular technique and SPWM technique. The high equivalent switching frequency can be obtained with low switching frequency devices. This technique improves the equivalent switching frequency through the counteract of lower order harmonics but not simply through processing the harmonic from lower order to higher order, so that it is with a perfect performance on harmonic feature. Time Staggered Space Vector Modulation is deduced. Therefore, the advantages of this technique are demonstrated in theory such that this technique can largely improve the equivalent switching frequency with no fundamental frequency losses. 
Keywords: Multi-carrier PWM, Multi-level converters, carrier phase shifted SPWM，SVM，STS-SVM
1.引言
    開(kāi)關(guān)調制策略的選擇對于變頻器而言，是至關(guān)重要的。對于上一節談到的大功率電力電子裝置來(lái)說(shuō)，目前有以下幾種開(kāi)關(guān)調制策略：階梯波脈寬調制、基于載波組的PWM技術(shù)、多電平電壓空間矢量調制、載波相移正弦波脈寬調制CPS-SPWM（Carrier phase shifted SPWM，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CPS-SPWM）、錯時(shí)采樣空間矢量調制 （Sample Time Staggered SVM,以下簡(jiǎn)稱(chēng)STS-SVM）等。
2. 階梯波脈寬調制
    階梯波脈寬調制就是用階梯波來(lái)逼近正弦波[1]。這種策略的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)頻率低（等于基波頻率），主要缺點(diǎn)是輸出電壓的調節依靠于直流總線(xiàn)電壓或移相角。在階梯波調制中，可以通過(guò)選擇每一電平持續時(shí)間的長(cháng)短，來(lái)實(shí)現低次諧波的消除和抑制。文獻[2]中提出優(yōu)化調制波寬度技術(shù)，將本來(lái)應用于普通二電平變頻器的定次諧波消除PWM[3]（Selected Harmonic Elimination PWM）引入級聯(lián)型多電平變頻器，通過(guò)優(yōu)化算法計算出開(kāi)關(guān)角度，可以消除選定的諧波分量。但這種調制方法中，需要采用優(yōu)化算法（比如Newton-Raphson法等）求解高階非線(xiàn)性方程組，即使使用DSP等高速運算芯片也難以達成實(shí)時(shí)控制；一般要通過(guò)離線(xiàn)查表法完成控制。因此這種調制策略主要應用在一些對輸出電壓調節要求不高的場(chǎng)合，如靜止無(wú)功補償器等。
3.多載波PWM法
    N電平變頻器中，N-1個(gè)具有相同的頻率和相同的幅值的三角載波并排放置，形成載波組，以載波組的水平中線(xiàn)作為參考零線(xiàn)，共同的調制波與其相交[4]。根據三角載波的相位，PWM控制可有圖1所示的三種形式：
    各個(gè)三角載波相位一致，如圖1（a）所示，記為A型。
    參考零線(xiàn)以上，三角載波相位一致；參考零線(xiàn)以下，三角載波相位與前者相反，如圖11（b）所示，記為B型。
各個(gè)三角載波從上至下依次相反，如圖11（c）所示，記為C型。