PWM电机驱动系统中共模电压和轴电压的抑制

为了抑制PWM驱动电机系统中的高频共模电压和轴电压.提出一种无源滤波器拓扑结构.通过对传导干扰传播途径的分析,设计滤波器拓扑结构及其参数.该滤波器包括了一个共模滤波器和一个差模滤波器,连接在PWM逆变器的输出侧及整流器的输入侧,共模滤波器分别消除逆变器输出侧与电机之间的共模电压及整流器交流侧的共模电压,差模滤波器消除三相线和线之间的高频差模电压及衰减电机终端出现的过电压.实验结果表明本文提出的方法有效地抑制了共模电压和轴电压,并且使系统的传导干扰发射在整个频段内均不超标,验证了所提出无源滤波器拓扑结构的正确性及参数选择的有效性.     

PWM逆变器输出有源滤波技术及其发展

由三相PWM逆变器产生的共模和差模电压可以在电机驱动中产生足够大的共模和差模电流，文章首先指出系统在高频工作时逆变器输出的电压中的共模和差模谐波分对电机产生的危害，然后分析了PWM逆变器输出有源滤波器原理；对减小或消除这些危害所采取的不同方案进行了评估，从而得出减小或消除这些危害的最佳方案。     

三相逆变器的最小共模电压PWM控制

提出了一种新的三相逆变器抑制共模干扰最优PWM控制策略。该控制方法在常规空间矢量控制策略的基础上,采用构造零矢量的方法来减小逆变器输出的共模电压幅值,并通过免疫算法来计算最优的作用时间,使得三相逆变器输出波形THD最小。本文介绍了算法各个操作步骤和零矢量构造方法的具体实施过程,搭建了基于DSP控制器的动态实验平台进行小容量模拟实验,实验和仿真结果表明该算法所产生的最优PWM控制序列与常规空间矢量控制策略相比不仅能有效地抑制逆变器输出的共模电压幅值,还能明显减小逆变器输出波形的总谐波畸变率。     

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。     

PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测

在PWM逆变器系统中，IGBT的高速开关动作会产生很高的dv／dt、di/dt，导致严重的电磁干扰。对PWM逆变器共模传导电磁干扰的机理进行研究，得出了共模传导干扰源和传播途径。通过与buck变换器进行对比，提出了一种用于研究PWM逆变器共模传导干扰的等效电路，利用实验测得等效电路中无源器件的参数及对等效电路的电压源进行傅立叶变换，在10KHz-30MHz频段进行了频域分析，计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致，证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性。     

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。     

PWM驱动系统中的共模电压及抑制

针对PWM逆变器在工作时产生的共模电压可能损坏电机轴承,产生电磁干扰等降低系统可靠性的问题,对共模电压的特性及其负面影响进行了理论分析和实验验证,并得出共模电压的抑制方法.提出一种由一个单相逆变器和一个五绕组变压器组成的逆变器输出有源滤波器结构来消除共模电压.该滤波器可以构建一个与PWM逆变器输出的共模电压大小相等、相位相反的共模电压,通过五绕组变压器叠加到电机端,从而消除电机端的共模电压.由统一的控制单元同时输出PWM逆变器和单相逆变器的控制信号,给出滤波器的相关控制策略及设计方法.实验验证了所提出的滤波器消除共模电压及其负面效应的有效性.     

三相逆变器共模干扰分析及抑制技术研究

在脉宽调制(PWM)逆变器系统中,IGBT的高速开关动作会产生很高的电压、电流变化率,从而引起严重的共模电磁干扰(CM-EMI),影响系统的可靠运行。此处介绍了三相逆变器供电时产生的共模电压,分析了其产生机理及负面效应。通过对4种典型CM-EMI抑制技术的详细介绍,揭示了各种方法的优缺点,为工程实践抑制CM-EMI提供了指导性建议。     

三相级联型光伏并网逆变器漏电流抑制研究

针对级联型光伏并网逆变器,首先建立了传统三相级联H4光伏并网逆变器拓扑的系统共模模型,分析了系统漏电流、系统共模电压、差模电压三者之间的关系,揭示了传统三相级联H4光伏并网逆变器无法抑制漏电流的原因。提出了一种新型三相级联H5光伏并网逆变器拓扑及其调制策略,有效地抑制了系统漏电流。最后,与三相级联H4光伏并网逆变器拓扑进行了性能对比研究,结果验证了所提方案的有效性。     

CLC型PWM逆变器端无源滤波器的设计

由于PWM逆变器输出电压中含有较多的高频分量,所以逆变器输出端必须加入低通滤波器来减小谐波含量。借鉴在PWM逆变器与电机之间插入共模变压器来消除逆变器输出端共模电压的方法,通过分析共模变压器带有漏感时的等效电路,提出了一种新型的CLC型逆变器端无源滤波器。利用共模变压器产生的漏感代替差模电感来抑制差模电压dv/dt,同时该滤波器对共模电压也有着很好的抑制作用。与传统滤波器相比,该滤波器可通过1个共模变压器同时对共模及差模电压dv/dt起到抑制作用,减少了滤波器的体积规模。最后,仿真和实验结果验证了该滤波器的有效性。     

一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法

共模电压对电压源逆变器和电机控制系统有较大的危害。传统的共模电压抑制方法需要增加硬件电路,或采用复杂的PWM算法。采用模型预测控制实现电压源逆变器共模电压抑制时可有效克服上述缺点。然而,传统的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法还存在计算量大、开关频率高等缺点。为此,提出一种基于优化电压矢量选择的电压源逆变器模型预测共模电压抑制方法。与传统的模型预测共模电压抑制方法相比,所提方法在实现共模电压抑制的同时,可以减小计算量,降低开关频率。详细的实验对比研究表明,所提方法因可以降低开关频率而更适用于大功率场合。     

基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模

逆变器中功率器件的高速开关动作会引起严重的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题,通常使用EMI滤波器抑制电磁干扰。由于噪声源阻抗和负载阻抗对EMI滤波器的滤波效果有较大影响,为了准确提取逆变器的噪声源阻抗和负载阻抗,文中研究基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模方法。发展基于时域波形分析的高通滤波电路设计方法,有效获取高频段电磁噪声频谱的幅值信息和相位信息。建立逆变器输入侧的端口共模干扰等效模型,并提出一种共模源阻抗的求解方法,计算过程中不对噪声源的相位进行约束。通过测试端口共模电压和共模电流,采用优化算法提取逆变器输入侧的共模源阻抗和共模负载阻抗。最后通过实验验证所建立的逆变器端口共模干扰模型。     

基于改进非零矢量脉宽调制的三相逆变器共模电压抑制方法

三相逆变器的电机驱动系统会产生较大的共模电压,其对电机的危害巨大,传统脉宽调制(PWM)共模电压抑制方法忽略了死区的影响。为使得永磁同步电机三相PWM逆变器输出的共模电压得到有效抑制,在分析传统共模电压抑制方法的基础上,提出了一种基于改进非零矢量调制方法。该方法能较好地消除加入死区时间后逆变器输出的共模电压尖峰。利用仿真软件验证了所提方法的有效性。     

三相H7电压源型光伏并网逆变器共模电压抑制

针对典型三相非隔离型光伏并网逆变器(以下简称"典型逆变器")存在共模电压的问题,在分析了共模电压与开关状态之间关系的基础上,提出采用具有7开关的三相H7电压源型光伏并网逆变器(以下简称"H7逆变器")拓扑和5段式空间矢量脉冲宽度调制技术,通过控制零矢量来抑制共模电压,并阐述了调制策略的实现方法。应用MATLAB/Simulink和MATLAB/Powergui平台对典型逆变器和H7逆变器进行仿真对比,典型逆变器和H7逆变器的共模电流有效值分别为0.716 A和0.411 A,且前者的共模电压基波幅值大于后者的共模电压基波幅值,说明所提方法能有效抑制共模电压。     

电机驱动系统的电磁干扰抑制方法研究

电机驱动系统中大功率开关器件在关断过程产生严重的电磁干扰问题,对其抑制方法的研究成为热点。分析IGBT控制原理及电压波形,利用Saber软件建立电机驱动系统模型,在传导干扰测试频率范围内,考虑无源器件的寄生参数,仿真传统门极控制、动态电压上升控制以及有源门极控制的直流侧和交流侧共模/差模干扰,通过对比得到有源门极控制下对系统干扰的抑制效果更好,有效降低系统的共模/差模干扰。基于有源门极控制方法,在改变IGBT开关频率的情况下分析干扰波形,对电力电子装置传导电磁干扰的抑制分析具有重要意义。     

逆变器简化PWM算法及抑制共模电压策略

基于αβ坐标系,结合分类算法对两电平逆变器脉冲宽度调制(PWM)算法进行简化,该简化算法由三相参考电压直接判断参考电压矢量所处的扇区,并获取器件开关时刻。在分析死区时间对各桥臂开关动作时刻影响的基础上,通过调整开关器件切换时刻,解决因死区时间的存在造成抑制共模电压调制算法失效的问题,消除了共模尖峰电压。仿真和实验结果验证了简化PWM调制算法的正确性,且改进后的抑制共模电压调制策略能有效地减小共模电压。     

T型逆变器的共模干扰与共模电压抑制算法

在车辆电传动等大功率、高密度的交流调速场合,采用PWM控制时逆变器的共模干扰问题对电机和调速系统的影响和危害尤为突出。通过对T型逆变器电路拓扑和工作模态的研究,说明了逆变器共模电压的生成原因,得出了逆变器共模电压的傅里叶表达式,并分析了其谐波构成。其次,提出了T型逆变器的共模干扰等效模型,实验表明共模电压频谱的仿真与实验结果吻合,验证了高频模型的有效性。最后,提出了一种可以在理论上消除共模电压的调制波移相PWM算法,通过与传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)、改进SVPWM和载波反向层叠调制(PODSPWM)算法的对比分析,说明了该算法对于抑制T型逆变器共模电压的优势与有效性,同时也指出了调制波移相PWM算法仍然存在的问题。     

基于特定谐波消除PWM的三电平有源中点钳位逆变器共模电压抑制方法

带电机负载的逆变系统中,降低逆变器输出共模电压的幅值对预防定子绕组绝缘击穿、延长轴承寿命和减小电磁干扰等具有重要意义。以三相三电平有源中点钳位型逆变器为研究对象,分析了三相特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)输出开关状态产生的共模电压幅值及其对中点电压的影响,研究了SHEPWM方法的中点电压自平衡特性,提出了一种改进的SHEPWM控制策略。该控制策略在不影响消除线电压特定谐波及保持中点电压自平衡特性的前提下,能有效降低逆变器输出的共模电压幅值。最后搭建了三电平有源中点钳位型逆变器仿真和实验平台,并对提出的控制策略进行验证,实验结果证明了控制策略的有效性。     

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。     

基于非线性解耦控制的三相电压型SPWM逆变器

该文针对变速风力发电机组系统所用的三相电压型SPWM逆变器，采用非线性变换和非线性反馈理论，建立了三相电压型PWM逆变器非线性数学模型，推导出其反馈线性化方程，从而得出三相电压型PWM逆变器有功电流和无功电流的解耦控制策略。仿真和实验结果表明，该控制策略能较好地实现三相电压型PWM逆变器的解耦控制，具有较好的动态特性和较强的鲁棒性，能够提高变速风力发电机组供电质量。