三相逆变器的无零矢量共模电压抑制技术研究

研究了三相逆变器的RSPWM、AZSPWM1、AZSPWM3和NSPWM无零矢量共模电压抑制技术。首先,分析了不同调制策略的调制因数和参考电压矢量的工作区间,说明了RSPWM的工作区间较小,适用于低调制比工作场合。再次,利用理论分析和仿真方法,研究了无零矢量调制策略的直流电压利用率和输出谐波特性,并与传统SVM调制策略比较。结果表明,AZSPWM1、AZSPWM3和NSPWM调制策略能够有效地抑制三相逆变器共模电压,同时保持了较高的直流电压利用率。但相对SVM调制策略,三相逆变器的输出谐波含量有所增大。研究结果为三相逆变器的无零矢量共模电压抑制技术的选用及进一步研究提供了理论依据和指导。     

一种将共模电压抑制50%的间接矩阵变换器新型空间矢量调制方法

针对现有间接矩阵变换器(IMC)共模电压峰值抑制只能达到43%的问题,提出一种可以将共模电压(CMV)峰值抑制50%的新型空间矢量调制方法。首先研究了IMC各矢量下的CMV特性,在此基础上,新型调制方法根据输入电压所在的扇区选择最小CMV的零矢量和有效矢量,将有效矢量作用下的CMV峰值降低到0.29V_in,零矢量作用下的CMV峰值降低到0.5V_in,从而整体上抑制了CMV峰值。该新型调制方法利用IMC零电流矢量作用下的CMV与逆变级矢量无关的特性,解决了逆变级死区效应引起的共模尖峰问题,以及利用零电流矢量作用下的直流侧电压为0特性,逆变级实现了零电压开关(ZVS)。最后通过实验验证了新型调制方法的有效性。     

空间矢量调制矩阵变换器共模电压的抑制

针对共模电压对变频器驱动感应电动机系统的影响,分析了电动机端共模电压产生的机理和漏电流产生的原因。采用中间值零矢量对称交替调制技术,提出了一种抑制共模电压的控制策略,该策略削减了与输入相电压峰值相对应的最大共模电压,并使共模电压最大值降低33．37％,在一定程度上消除了矩阵变换器输出共模电压的负面效应。仿真结果验证了共模电压抑制策略的正确性和有效性。     

减少间接矩阵变换器共模电压的改进空间矢量调制策略

为抑制间接矩阵变换器工作时产生的共模电压,分析传统空间矢量调制下间接矩阵变换器的共模电压分布规律,并提出一种减少共模电压的改进空间矢量调制方法。该方法的核心思想在于整流级和逆变级的零矢量重组,完全不同于传统空间矢量调制。该方法一方面大幅度的降低了共模电压,另一方面降低了逆变级的开关损耗,改变了系统开关损耗分布。实验和仿真结果验证了该方法的有效性。     

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。     

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。     

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。     

改进的变延时随机PWM共模电压抑制策略

为减小逆变器负载端共模电压幅值,保证电机负载和敏感设备的安全运行,提出一种改进的变延时随机脉宽调制(VD-RPWM)策略。该方法通过加入随机延时时间调整开关周期实现了开关频率的随机变化,基于对采样周期选择所存在问题的分析,通过引入随机系数解除采样周期对逆变器输出性能和谐波频谱分散能力的同时约束,达到了合理选择开关周期变化范围的目的。仿真和实验验证了开关频率变化范围约束后的改进VD-RPWM策略在实现有效调制的同时,能抑制共模电压,分散共模电压频谱。     

PWM多驱动系统中的共模电压及其抑制

针对PWM多驱动系统中存在着共模电压并产生电磁干扰等负面效应降低系统可靠性的问题,首先分析了多驱动系统中的共模电压问题,明确了多驱动系统中共模电压与单驱动系统中的共模电压的关系,然后分析了多驱动系统中共模电压的抑制原理,提出一个以RLC滤波器和改进的空间矢量脉宽调制控制策略相结合的方案来消除共模电压及其负面影响,最后通过实验验证了该方案的有效性.这种硬、软件相结合的方案不仅可以消除共模电压,进而减弱或消除电磁干扰,还可以使所采用的RLC滤波器的参数值大为减小,从而降低系统的损耗、体积和成本.     

一种模型预测控制PMSM系统共模电压抑制策略

PWM共模电压干扰直接威胁逆变器驱动的电机系统安全和稳定性,针对模型预测控制的永磁同步电机系统提出了一种共模电压抑制策略,可分别采用电流扇区判定及开关函数直接控制两种方法,对死区开关管进行控制,通过改变电流续流路径,抑制共模电压幅值。建立系统的仿真模型,对抑制策略下的共模电压进行了仿真分析,并搭建了实验平台进行测量。仿真和实验数据表明,基于两种控制方法的抑制策略均可有效抑制系统共模电压,并减小单位时间内的开关次数及电流谐波含量,其中采用开关函数直接控制法的抑制效果更为显著,在不同转速下均能实现将CMV幅值抑制在U_dc/6,且开关次数与传统方法相比下降约5%。     

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.     

基于三矢量模型预测电流控制的共模电压抑制策略

针对永磁同步电机(PMSM)驱动系统中存在的共模电压高、电流脉动大的问题,提出将无零矢量调制(NSPWM)方法与三矢量模型预测电流控制算法结合进行控制。已有的单矢量模型共模电压抑制策略电压矢量方向固定,可选矢量范围有限,电流脉动仍较大。而三矢量模型预测电流控制共模电压抑制策略基于NSPWM在每个扇区利用3个非零矢量合成目标电压矢量,矢量范围覆盖广。结合无差拍电流控制,在实现共模电压抑制的同时,还能减小电流脉动,提高系统动态响应。通过仿真和试验验证了所提控制策略的有效性。     

基于三相PWM整流器的无死区空间矢量调制策略

与常规的连续空间矢量调制（SVM）相比,不连续空间矢量调制可使器件的平均频率低于采样频率,因而可降低变换器的开关损耗,该文分析了连续SVM二种形式－单一零矢量SVM和分区零矢量的工作原理,实现方式及开关损耗的计算方法,这种不连续SVM可使平均开关频率降低约1／3,通常电压型PWM变换器上下桥臂间的换流死区不仅增加谐波含量,并降低了电压利用率和可靠性。该文在分析了电压型整流器换流过程的基础上提出了电压型整流器的无死区控制策略,改善了这类变换器的工作性能。并与分区零矢量SVM的调制方式相结合。提出了无死区的分区零矢量不连续SVM控制策略,实验结果证实了所提控制策略的可行性及其在改善相应PWM变换效率方面的优越性。     

一种减少矩阵变换器共模电压的空间矢量调制法

对基于空间矢量调制策略的矩阵变换器共模电压瞬时值进行了分析，得出了共模电压瞬时值形成的一般规律。提出了通过改变零矢量及位置，既减少矩阵变换器共模电压又使其开关次数最少的方法。此调制法使共模电压瞬时值比优化前空间矢量调制策略减少42．27％（最大值），比优化后的空间矢量调制策略减少33．34％（最大值），同时不影响输出电压及输入电流局部平均值。通过仿真验证了分析的正确性。     

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。     

PWM变频器输出共模电压及其抑制技术的研究

PWM逆变器在应用中产生的共模电压将影响系统的可靠运行。文中研究了电压源型PWM变频器产生的共模电压及其负面效应产生机理，揭示了共模电压产生的原因及其抑制方法，并得出共模电压是变频器输出负面效应产生的主要根源的结论，为滤波器的设计提供理论依据。根据共模电压是由一系列高频谐波组成这一特性，提出了一种新颖的逆变器输出前馈有源滤波器结构，可有效地消除了变频器输出共模电压的负面效应，实验验证了这种结构的有效性。     

简化矢量的多电平逆变器共模电压抑制方法

在高压变频传动领域,共模电压问题尤为突出.首先以有源中点箝位型五电平(ANPC-5L)逆变器为例进行分析,提出了一种基于简化空间矢量的多电平逆变器共模电压的抑制方法.通过建立变换器输出共模电压的数学模型,分析多电平变换器各开关状态与共模电压之间的关系,以最小共模电压为控制目标剔除不满足要求的开关状态,从而减少多电平电压空间矢量对应冗余开关状态的数量.得益于冗余开关状态数量的降低,不仅共模电压得到了很好地抑制,同时还极大地降低了多电平电压空间矢量脉宽调制策略的实现难度.最后通过实验结果验证了所提共模电压抑制方法的正确性和有效性.     

用于抑制矩阵变换器共模电压的零输出换相策略

该文对矩阵变换器的共模电压进行了分析，提出了抑制共模电压的零输出换相策略，该策略采用一个正电压、一个零电压和一个负电压实现了对矩阵变换器的控制。其输出三相线电压局部平均值为对称正弦量；电压增益可以达到了理论上的最大值；共模电压的最大瞬时值为输入相电压幅值的一半。该文对零输出换相策略、电压增益及开关动作顺序进行了详细的分析，并与双电压合成控制策略下共模电压的最大瞬时值进行了对比。最后，通过仿真验证了结论的正确性。     

一种减少矩阵变换器共模电压的空间矢量调制法

对基于空间矢量调制策略的矩阵变换器共模电压瞬时值进行了分析,得出了共模电压瞬时值形成的一般规律。提出了通过改变零矢量及位置,既减少矩阵变换器共模电压又使其开关次数最少的方法。此调制法使共模电压瞬时值比优化前空间矢量调制策略减少42.27%(最大值),比优化后的空间矢量调制策略减少33.34%(最大值),同时不影响输出电压及输入电流局部平均值。通过仿真验证了分析的正确性。     

减小异步电机驱动系统共模电压的空间矢量脉宽调制控制方法研究

共模电压会带来共模电流、电磁干扰、电压谐波等问题。详细分析了一种新颖的空间矢量脉宽调制控制方法，无需增加任何硬件，可以非常有效地减小电压源逆变器供电的异步电机驱动系统的共模电压。仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。