基于四桥臂共模抑制的逆变器矢量调制策略

此处详细分析了三相三桥臂逆变器共模电压的产生机理,指出了通过构建第4桥臂形成的三相四桥臂拓扑结构在共模干扰抑制方面的有效性;给出了基于第4桥臂共模干扰抵消的三相逆变器脉宽调制(PWM)策略及其开关函数计算方法,并将其应用于电感电流的谐波特性分析计算。最后通过构建额定容量为26 kVA的三相三桥臂/四桥臂逆变原理样机实验证明了上述理论分析对于共模电压抑制及电感电流谐波计算的正确性。     

挂接三相逆变器的直流电网共模传导干扰研究

研究了直流电网挂接一个三相逆变器的共模传导干扰问题，通过研究共模传导干扰的传播送径，得到一个新的共模传导干扰频域等效电路，并提出一个由逆变器中电力电子开关产生的共模干扰源，利用实验得到的电机及有关器件的频域阻抗特性，对直流电网挂接一个逆变器的在0～150kHz频段的共模传导干扰进行了计算研究，与实验结果比较基本一致，证明文中提出的共模传导干扰领域等效电路及干扰源的正确性，并给出了挂接一个三相逆变器的直流电网共模传导干扰的特征。     

三相整流桥的差模射频传导EMI预测

由电力电子装置引起的电磁干扰已成为电磁兼容研究的一个热点，如何准确地预测这些装置在电网端引起的干扰是一个难点。根据电力电子器件产生干扰的原理，首先对整流桥的干扰产生机理进行了分析，并结合测试作出了干扰等效电路，然后利用简单的频域模型，对三相整流桥在电网侧产生的差模传导干扰进行了计算，并与实验结果进行了比较，实验验证了这种计算方法的有效性。这一方法还可以推广到其它电力电子装置的EMT计算中去。     

相控整流桥网侧差模传导干扰的预测与抑制

分析了一个三相SCR整流桥产生差模传导干扰的机理；采用频域法得到了整流桥在电网侧引起的传导干扰计算公式；讨论了一些常用的抑制措施；比较了计算结果和实验结果。实验证明了该计算方法的有效性。相对于时域仿真分析提出的频域法，计算时间更短，更容易推广到其它电力电子装置的EMI计算中去。     

三相PWM驱动电机系统干扰源的数学模型

针对三相PWM驱动电机系统难以建立用于预测干扰的准确的高频干扰源数学模型这一问题,提出将整流桥和逆变器两个干扰源分开进行研究的方法.采用傅里叶变换法建立整流桥的干扰源模型,采用双重傅里叶积分法建立逆变桥产生的共模和差模干扰的干扰源数学模型,把PWM载波和基波用两个独立周期的时变函数来描述,将其共同作用的函数作为被积函数,并详细推导了正弦脉宽调制技术的内外积分线的确定过程.最后通过实验结果和仿真结果的比较,验证了所建立整流桥和逆变器的干扰源模型的正确性,因此该数学模型可作为三相PWM驱动电机系统的传导干扰预测的干扰激励源.     

地电流干扰系统级抑制方法及机理探究

电力电子设备以不同的馈入方式将大量干扰信号引入到独立系统壳体上 ,形成复杂的地电流,在不同接地系统之间通过共地耦合产生共模干扰.此处试图探索从整体上消除或减少馈入壳体的地电流,进而抑制传统屏蔽、滤波等措施难以解决的低频共模干扰.基于不控三相整流桥馈入钢板地电流回路,研究了地电流馈入机理及特性,探究了增大直流母线屏蔽层电感和在钢板两端并联LC谐振电路两种系统级抑制地电流干扰的方法,分析了其基本原理、抑制效果及失效机理.     

低共模干扰的双三相永磁同步电机SVPWM控制

提出一种空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法以降低双三相永磁同步电机系统的共模干扰。首先分析了电机驱动系统中共模电压产生的原因,然后利用双三相永磁同步电机电压矢量冗余的特点,在每一扇区内选择低共模电压幅值和变化频率的电压矢量组合,从而降低系统的共模干扰。理论分析和实验结果表明,采用该双三相永磁同步电机低共模干扰SVPWM控制方法,共模电压的幅值降低为直流母线电压的1/6,一个周期内共模电压的变化次数降低为2次,从而降低了系统的共模电流,并且当电机运行于中高速情况下,定子电流谐波并没有明显的增加。     

DC电网挂接可变负载斩波器的EMI特性研究

针对直流电网挂接斩波器系统建立了电磁干扰(ElectroMagneticInterference,简称EMI)模型,从频域分析的角度进行干扰源分析计算和干扰路径建模,利用Matlab计算得到线路阻抗稳定网络LISN(lineImpedanceStabilizeNetwork,简称LISN)上共模干扰电流波形,并与实验测量结果进行比较,验证了其建模的可行性和正确性;在该模型基础上,对挂接带可变负载的斩波器在不同频段下产生的共模传导EMI进行了实验和分析,得出了直流电网中挂接的斩波器会因负载电感、电阻增加对电网侧产生的共模干扰电流减小的特性。对DC电网系统传导干扰的研究有一定参考价值。     

大功率变频器中的共模电压及其消除方法

由电网供电,输出到电机的三相中性点可浮动的变流器系统,在负载端往往存在共模电压。本文系统分析了交流调速常用的几种变频器拓扑结构,如两电平电压型、电流型和多电平变频器的共模电压问题,同时考虑了采用有源前端整流桥时的情况。文中分析了共模电压产生的原因,并对不同拓扑的共模电压幅值进行了仿真比较。最后,讨论了共模电压的影响及其减小方法。     

逆变器驱动电机系统中的耦合电流

针对由于逆变器驱动电机系统中的PWM电压具有高频和高dv／dt的特性，在电机内部产生共模耦合效应，并产生共模耦合电流流过电机内部的寄生电容这一特点，通过建立的分布参数电路模型和等效的集总参数电路模型，研究了电机内部高频情况下的共模耦合效应，分析了共模耦合电流的基本特性，给出了共模耦合电流的计算方法，对三相系统中的耦合电流进行了试验研究，并讨论了耦合电流对系统性能的影响。结果表明，耦合电流伴随电压的跳变而产生。呈双频振荡，引起电压和电流的畸变，并将引起电机绕组的过电压。     

一种适用于新能源发电接入电网的电压源换流器研究

用于风力发电的AC-DC整流器接口电路，需要对感应发电机或永磁同步发电机提供无功功率。本文采用空间矢量分析方法，对一种传统的用于单位功率因数校正的串联双Boost型三相PWM整流器进行了研究，并对该电路的有功和无功处理能力进行了分析，表明该电路可以在超前或滞后30°功率因数角的范围内工作，适用于风力发电系统中的三相PWM整流器接口电路。同时该电路的共模电压幅值比常规的六开关PWM整流器减少33%，且仅用两个高频开关，因而具有很大的工程实用价值。     

适用于风力发电的三相脉宽调制整流器接口电路

用于风力发电的AC-DC整流器接口电路,需要对感应发电机或永磁同步发电机提供无功功率。采用空间矢量分析方法,对一种传统的用于单位功率因数校正的串联双Boost型三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器进行了研究,并分析了该电路的有功和无功处理能力,表明该电路可以在超前或滞后30°功率因数角的范围内工作,适用于风力发电系统中的三相PWM整流器接口电路。同时该电路的共模电压幅值比常规的6开关PWM整流器减少33%,且仅用2个高频开关,因而具有一定的工程实用价值。     

Direct power control of three-phase VSIs for the minimization of common-mode emissions in distributed generation systems

This paper presents two new direct power control (DPC) strategies of three-phase grid connected VSIs for distributed generation, devised for the minimization of common-mode emissions. These strategies have been called DPC-EMC 1 (electro magnetically compatible) and DPC-EMC 2. Both of them reduce the common-mode emissions of the VSI by using either even or odd voltage vectors in each of the six sectors in which the grid voltage lies, without using any null vector. DPC-EMC 2 outperforms DPC-EMC 1 in terms ripple of the active and reactive power waveforms. These approaches permit the common-mode emissions to be reduced in comparison with the classic DPC algorithm, at the expense of an increase of the harmonic content of the injected current waveform which can be further corrected by a proper power line filter. An experimental comparison among the classic DPC, DPC-EMC 1 and DPC-EMC 2 is presented in terms of dynamic performance, harmonic content of the injected current and harmonic content of the common-mode voltage.     

基于预测控制技术的逆变-电机系统共模干扰抑制

共模电压幅值大小是衡量电磁干扰强弱的重要指标,较大的共模电压会对电机绕组间绝缘和电机轴承产生严重的危害。通过电压源逆变器驱动的三相电机共模电压的建模控制与分析,发现模型预测控制可以有效减小共模电压,比传统的屏蔽滤波技术有减少成本与体积等优势,但会带来输出电流波形的畸变。在传统的三相感应电机电流预测控制基础上,引入共模电压幅值的影响,通过调节代价函数相应影响因子的权重,达到低输出电流畸变与低共模电压的平衡。通过仿真分析验证了此控制策略的有效性与可行性。     

基于二端口网络的三相逆变器传导共模EMI模型

以典型的三相四桥臂逆变器为对象,分析其输入侧和输出侧传导共模干扰路径。根据逆变器共模干扰回路的结构和特点,结合二端口理论提出一种逆变器共模EMI的预测模型。分析了该模型的物理意义,给出了模型中阻抗参数及独立电压源的测量计算方法。最后,改变逆变器的结构和运行工况后测量输入侧输出侧共模电流,预测结果和实验结果的对比验证了该模型的正确性。     

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。     

高功率因数三相脉冲宽度调制整流器的研制

三相整流器可以实现单位功率因数运行和低谐波含量,可以有效减少电力电子设备对电网的干扰,而且有利于大功率场合应用。以TMS320F2812为控制芯片,介绍了一款14 kW三相电压型脉冲宽度调制整流器的研制,并给出试验结果。     

基于变压器电磁耦合瞬态模型的三相桥式整流电路的换相分析

建立了基于电磁耦合原理的三相三柱式变压器的瞬态数学模型,分析了三相桥式整流电路的换相过程.     

单周控制三相4线制VIENNA整流器研究

分析了单周控制三相4线制3开关3电平(VIENNA)整流器的基本原理.该控制器不需要乘法器和采样三相输入电压,开关管承受电压应力为输出电压的一半,控制方法简单,并且可以物理解耦成输出并联的3路单相3电平PFC,在三相电网不对称(包括缺相状态)情况下,整流器仍能正常工作,提高了VIENNA整流器的环境适应性.     

三相三电平逆变器的零共模电压空间矢量调制技术研究

针对三相三电平逆变器实现零共模电压输出的主要调制方式,即空间矢量调制消除共模电压SVMCME进行研究。首先,为减小七段式SVMCME产生的开关损耗,提出一种五段式SVMCME的调制方式,并对调制比的变化做出详尽的解释。其次,对正弦脉冲宽度调制消除共模电压SPWMCME和SVMCME的等效性在理论上进行证明和仿真验证,以简化控制算法。无论是五段式SVMCME还是七段式SVMCME都可以用注入零序电压分量的SPWMCME来等效。最后,仿真和实验分析比较了3种调制方式在共模电压、开关损耗、总谐波畸变率THD和电磁干扰EMI等方面的性能,相关的技术能够有效地抑制三相系统中的共模噪声。