SPWM逆变器共模电压研究

SPWM逆变器在工作时产生共模电压,会诱发电机轴电压、引起轴电流,可能损坏电机轴承。文章结合高速永磁同步电机调制波频率较大的特点,对共模电压的频谱及影响因素进行了理论推导和仿真分析。结果表明:死区时间对共模电压幅值和谐波含量影响较大;死区时间一定,载波频率增大,共模电压幅值增大、谐波含量减小;管压降和上升沿、下降沿对其影响可忽略不计。上述结论对进一步深入研究永磁同步电机轴电流具有重要参考价值。     

基于混合电压矢量预选的逆变器模型预测共模电压抑制方法

死区会导致常规的模型预测共模电压抑制方法出现±u_(dc)/2的电压尖峰。针对该问题,详细分析了死区对共模电压尖峰的影响,并得出了共模电压尖峰产生的原理。根据该分析结果,设计了一种基于电流扇区的新型电压矢量预选方法,以克服死区的影响。对于因电流纹波较大导致电流扇区难以准确判断的问题,进一步改进电流扇区划分方法,并最终设计了一种混合电压矢量预选方法,以完全克服死区的影响。仿真和实验结果表明,所提出的方法不仅可以完全将共模电压限制在±u_(dc)/6之内,而且可以降低电流总谐波畸变率。     

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。     

兼有共模电压抑制作用的逆变器输出无源滤波器

提出了一种以差模电压滤波为主 ,兼有抑制共模电压作用的逆变器输出无源滤波器。该滤波器是在基本RLC滤波器基础上通过在滤波电感上增加附加绕组来实现的。其特点是将两种滤波作用有机结合。仿真及试验表明 ,在满足差模滤波要求的同时 ,可减小共模电压有效值约6 0 %。文中示出了该滤波器的基本结构及其差模和共模等效电路 ,分析了差模和共模电压转移函数 ,给出了滤波器参数的工程计算方法 ,列举了部分试验结果     

一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器

提出了一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器，包括无源共模电压检测网络，推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压，将其叠加到逆变器输出上，从而达到消除共模电压的目的。给出了部分滤波器参数的确定方法。结果表明，该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压，从而减小了变频器输出的负面影响。     

降低共模电压的三相逆变器模型预测控制策略

为了同时实现三相电压源型逆变器的控制性能优化和抑制输出共模电压,设计了一种可降低三相逆变器输出共模电压的模型预测控制(MPC)策略。在新型MPC方案中,仅使用非零电压矢量来控制负载电流以降低共模电压。同时,不同于传统方案中1个采样周期内仅使用1个最优矢量,新型MPC方案中在每个采样周期基于成本函数选择2个非零电压矢量进行输出以获取快速的瞬态响应和较好的负载电流纹波特性。使用三相逆变器实验平台开展了相关实验,实验结果表明,新型MPC控制器在不使用零电压矢量的情况下,可将共模电压限制在设定幅值内,同时具有优良的动静态控制性能。     

逆变器驱动电机系统共模电压抑制模型预测控制EI北大核心CSCD

针对传统三相电压源逆变器驱动电机系统存在较高共模电压的问题,提出了抑制共模电压的模型预测控制(SCMV-MPC)方法,只利用非零电压矢量来抑制共模电压同时控制负载电流。在SCMV-MPC方法中,每个周期内通过评价函数选出两个非零矢量,并且对两个矢量的作用时间进行优化配置,以达到负载电流和参考电流值之间误差最小的目的;而不像传统的调制方法在一个周期只选择一个包括零矢量在内的控制矢量。因此,与传统的模型预测控制方法相比,SCMV-MPC方法可以将共模电压限制在±V_(dc)/6的同时减小负载电流波动,使负载电流具有快速的瞬态响应和较好的纹波性能。仿真和实验结果验证了所提出的SCMV-MPC方法的有效性。     

多电平逆变器共模电压的抑制

大多数脉宽调制的多电平逆变器会产生共模电压,导致很大的电机轴承电流和电磁干扰,直接影响电机轴承的使用寿命和电子设备正常工作.为此,针对多电平逆变器电压空间矢量的特点和规律进行了分析,并对各个电压空间矢量以及各种冗余开关状态进行研究,发现了冗余开关状态与共模电压的内在联系,同时提出了一种抑制多电平逆变器共模电压的空间矢量方法.仿真与实验结果证明了该理论分析以及所提出的抑制共模电压方法的正确性.     

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。     

逆变器共模电压干扰及抑制措施研究

在紧凑型逆变器设计中,随着功率密度的提升,功率器件快速开关过程所引起的电磁兼容EMC(electromagnetic compatibility)问题越来越突出,而要使逆变器在各种环境条件下稳定运行,EMC设计显得尤为关键。针对逆变器的共模干扰问题,从共模干扰传导的3条路径展开分析,基于ANSYS电磁仿真平台建立了逆变器共模干扰等效模型,分析干扰信号的传播通道及作用原理,得出共模干扰电压与寄生电容的关系,通过实验进行验证,提出了2种通过减小寄生电容进行共模抑制的有效方法。从原理分析到仿真得出结论,然后用案例加以验证,对于逆变器EMC设计及逆变器共模干扰问题的解决具有实际指导意义。     

NPC/H_5L逆变器共模电压抑制策略研究

针对中点箝位/H桥_5电平(NPC/H_5L)逆变器在基于有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)的共模电压(CMV)抑制中存在运算量大、权重因子整定困难问题,通过g,h坐标系下的逻辑开关矢量优化选择,在满足电压跳变限制条件下实现了相邻矢量的统一逻辑选取,从而避免了复杂的查表运算,并将预测运算量降低到4～7次;引入满意...     

三电平并网逆变器共模电压抑制方法研究

针对高压大功率三电平并网逆变器应用中产生的共模电压,对其产生机理进行分析,比较常规正弦脉宽调制(SPWM)策略对逆变器共模电压的抑制效果,通过优化开关序列的组合,提出一种新型SPWM策略。该策略有效地将三电平并网逆变器共模电压抑制在一定范围内,明显优于常规SPWM策略,同时兼顾了输出波形的质量。仿真和实验结果证明了新型调制策略的可行性和对共模电压抑制的有效性。     

单相H桥逆变器中的抗共模电压测量系统

采用脉宽调制和矢量控制的单相H桥逆变器会产生共模电压,后者会对逆变器、电机及其相关设备产生危害。为有效抑制共模电压对电机参数测量系统的不良影响,提出了一种抗共模能力较强的测试系统,其关键组件包括新型分压器、霍耳电流传感器和Nicolet数据采集系统。它能够快速、实时获得单相H桥逆变器输出的电压和电流,借助于傅立叶变换,提取基波电压和基波电流及其相位,迅速得到电机参数。新型分压器采用了两端用大电阻中间串接小电阻的对称结构,它能够最大限度地抑制逆变器共模电压对测量结果的不良影响。理论分析与试验结果表明了这种方法对抑制共模影响的可行性和有效性。     

一种新颖的用于消除PWM逆变器输出共模电压的有源滤波器

PWM逆变器在应用中会产生共模电压，共模电压在IGBT的高速开关期间产生充放电电流，此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰。还会使电机轴承过早毁坏，从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制（PWM）逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成，可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等，相位相反的共模电压，通过五绕组共模变压器组成，可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等，相位相反的共模电压，通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中，从而有效消感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单，控制容易。文中通过理论,仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。     

一种抑制Z源逆变器共模电压的PWM方法

根据临近三矢量脉宽调制原理,提出一种适用于两电平Z源逆变器的抑制共模电压调制方法,该方法通过比较2条调制波信号与1条载波信号,产生的脉宽调制信号分别控制逆变器每相桥臂的上、下2只开关管,并给出了2条调制波的生成方法。对所提调制方法的适用性进行了分析,结果表明该方法不存在调制比使用限制。仿真及实验结果均证实,所提出的抑制Z源逆变器共模电压的调制方法,不但可以将Z源逆变器输出共模电压限制在逆变桥输入电压峰值的1/3,而且输出电压不存在低次谐波畸变。     

电机驱动系统电机端共模电压的研究

这里在详细推导功率变换器直流侧与交流侧共模电压表达式基础上,研究了三相两电平PWM电机驱动系统电机侧共模电压的时域特性、频域特性,及功率变换器与电机之间存在长电缆连接时电机终端共模电压的变化情况.在基于Saber软件对PWM电机驱动系统进行仿真的同时,还通过实验对所给出结论的正确性进行了验证.     

一种抑制NPC逆变器共模电压的新方法

提出一种用集成共模电抗器抑制逆变器产生的共模电压的方法,介绍了电路的拓扑、NPC逆变器和共模电抗器的结构和工作原理.仿真结果表明这种电路抑制共模电压的效果好,可以消除95%以上的共模电压,同时差模电压的变化率dv/dt也变得很小.     

逆变器驱动电机系统中不同接地情况下的共模耦合电流路径

分析了逆变器驱动电机系统中的共模电压、高频情况下电机内部的共模耦合通道以及共模电压在这些通道中产生的共模电流。详细分析了系统在不同接地情况下的共模电流的流向及其防护。电机双端轴承绝缘并且电机轴碳刷接地，可构成对轴承电流的最佳防护。     

单相全桥逆变器共模等效电路研究

提出了一种新型单相全桥逆变器共摸等效电路。与现有电路相比,该电路适用叠加原理,而且它更好地反映了共模电流的传播机理。考虑叠加原理的需要,分别针对以下三种情况进行了仿真和实验:①两桥臂中的某一个从装置中完全拆离;②被拆离的桥臂恢复原位但不进行开关动作;③两桥臂按单极倍频PWM调制方式同时进行开关动作。根据所提出的等效电路和从实验装置上测量得的电路参数,用Matlab软件进行了仿真,仿真结果与实测的共模电流时域波形和频谱吻合得较好。