三電平逆變器具有輸出諧波含量低、效率高、功率等級和耐壓等級高、對電機絕緣損傷小等優(yōu)點,在艦船推進、重型車輛、軋鋼、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域具有非常廣闊應(yīng)用前景。為了電能的高效轉(zhuǎn)換,逆變器驅(qū)動系統(tǒng)通常采用脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation,PWM）技術(shù)。這就不可避免地導(dǎo)致電機產(chǎn)生電磁振動與噪聲、轉(zhuǎn)矩波動和電磁干擾（Electromagnetic Interference,EMI）,造成電機的損耗增加、效率降低,甚至干擾電氣電子設(shè)備的正常工作,影響電機及驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性。因此,如何降低PWM諧波含量是大功率變頻領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。本文在三電平空間矢量PWM（SVPWM）技術(shù)和擴頻調(diào)制策略的研究基礎(chǔ)上,提出了適用于三電平逆變器的PWM諧波高效抑制策略并進行仿真驗證。研究并分析了二極管箝位型三電平逆變器和三電平SVPWM技術(shù)的原理,推導(dǎo)了傳統(tǒng)三電平SVPWM技術(shù)的相電壓諧波公式。通過仿真模型的傅里葉分析和頻譜分析直觀地展示了相電壓和相電流的PWM諧波特性,并與兩電平SVPWM技術(shù)進行了對比。在傳統(tǒng)雙邊規(guī)則采樣的三電平SVPWM技術(shù)基礎(chǔ)上,對矢量合成時序進行優(yōu)化,提出了一種新的三電平S... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

圖2-3兩電平SVPWM和三電平SVPWM的空間矢量圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文13對應(yīng)著3個開關(guān)狀態(tài)，其中有2個冗余開關(guān)狀態(tài)；poo和onn、ppo和oon、opo和non、opp和noo、oop和nno、pop和ono這6組開關(guān)狀態(tài)分別對應(yīng)著6個幅值為/2dcV的短矢量，即每個短矢量對應(yīng)著2個開關(guān)狀態(tài)，且具有1個冗余開關(guān)狀態(tài)；pon、opn、npo、nop、onp、pno這6個開關(guān)狀態(tài)分別唯一對應(yīng)著6個幅值為3/2dcV的中矢量，中矢量不存在冗余開關(guān)狀態(tài)；pnn、ppn、npn、npp、nnp、pnp這6個開關(guān)狀態(tài)分別唯一對應(yīng)著6個幅值為Vdc的長矢量，長矢量也不存在冗余開關(guān)狀態(tài)。詳細(xì)的電壓空間矢量分類如表2-2所示。表2-2三電平SVPWM電壓空間矢量表矢量類型電壓空間矢量零矢量ppp、ooo、nnn短矢量poo和onn、ppo和oon、opo和non、opp和noo、oop和nno、pop和ono中矢量pon、opn、npo、nop、onp、pno長矢量pnn、ppn、npn、npp、nnp、pnp對于三電平SVPWM技術(shù)來說，其扇區(qū)分區(qū)的方式比兩電平要更為復(fù)雜。對矢量空間區(qū)域進行區(qū)域劃分是為了更簡單地選出附近的三個基本電壓矢量，根據(jù)伏秒平衡原則進行矢量合成以等效參考電壓矢量Uref，使得逆變器的輸出電壓空間矢量運行軌跡盡可能地接近圓形軌跡。opnIIIIIIIVVVI圖2-4三電平SVPWM空間矢量扇區(qū)劃分首先根據(jù)目標(biāo)參考電壓矢量Uref的相角θ將整個六邊形矢量空間區(qū)域分為六個大扇區(qū)，分別用羅馬數(shù)字I、II、III、IV、V、VI表示：0≤θ≤π/3為第I扇區(qū)，π/3≤θ≤2π/3為第II扇區(qū)，2π/3≤θ≤π為第III扇區(qū)，π≤θ≤4π/3為第IV扇區(qū)，4π/3≤θ≤5π/3為第V扇區(qū)，5π/3≤θ≤2π為第VI扇區(qū)，具體劃分如圖2-4所示。在此基礎(chǔ)上，每個大扇區(qū)的三角形區(qū)域內(nèi)還要再分為六個小區(qū)域，以參考電壓矢量Uref

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文18為了更詳細(xì)地說明三電平SVPWM的諧波計算過程，根據(jù)調(diào)制比的大小將矢量六邊形劃分為四個調(diào)制區(qū)如圖2-7所示。IIIIIIIVVIV135246低調(diào)制比區(qū)：中調(diào)制比區(qū)：高調(diào)制比區(qū)：過調(diào)制比區(qū)：0≤M≤1/21/2<M≤1/31/3<M≤11<M≤2/3圖2-7三電平SVPWM調(diào)制比分區(qū)根據(jù)傅里葉變換，任何時間變量函數(shù)都可表示為多種諧波分量的總和的形式。對于一個雙變量的時變函數(shù)f（x,y），進行雙重傅里葉變換[48]：f(x,y)00000011[cossin][cossin]2nnmmnmAAnyBnyAmxBmx∞∞===+∑++∑+1(0)+[cos()sin()]mnmnmnnAmxnyBmxny∞∞==∞≠∑∑+++（2-10）其中，時變函數(shù)f（x,y）也就是相電壓ua（t），m是載波的諧波次數(shù)，n是基波的諧波次數(shù)，且。式（2-10）中各項系數(shù)為：21(,)cos()2mnAfxymxnydxdyπππππ=∫∫+（2-11）21(,)sin()2mnBfxymxnydxdyπππππ=∫∫+（2-12）諧波系數(shù)的復(fù)數(shù)形式為：()21(,)2jmxnymnmnmnCAjBfxyedxdyπππππ+=+=∫∫（2-13）此處定義x=ωct+θc，y=ω0t+θ0，ωc為載波角頻率，ω0為基波角頻率，θc為載波的初始角度，θ0為基波的初始角度。代入式（2-10）可以推得[25]：m,n=1,...,∞

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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