以三電平逆變器為研究對象,提出避免相電壓兩電平跳變的改進(jìn)型同步不連續(xù)載波脈寬調(diào)制策略（improved synchronizeddiscontinuouspulsewidthmodulation,ISDPWM）。針對傳統(tǒng)SDPWM存在的相電壓兩電平跳變?nèi)毕?文中首先分析相電壓滿足三相對稱、半波對稱、無兩電平跳變和三相器件同時(shí)動(dòng)作的ISDPWM開關(guān)序列設(shè)計(jì)原則。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)可解決傳統(tǒng)SDPWM缺陷的ISDPWM I/II/III/IV和利用零電平鉗位狀態(tài)的ISDPWM A/B/C/D/E/F/G,并分析各ISDPWM的開關(guān)頻率。通過對比各ISDPWM開關(guān)序列的加權(quán)總諧波畸變（weightedtotal harmonic distortion,WTHD）值,進(jìn)一步得到WTHD最優(yōu)的ISDPWM。為更方便的實(shí)現(xiàn)各ISDPWM開關(guān)序列,研究各ISDPWM對應(yīng)的調(diào)制波與三角載波,并提出基于載波的ISDPWM。最后利用仿真和實(shí)驗(yàn)對載波ISDPWM的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,其可在保證相電壓無兩電平跳變的前提下消除偶次諧波和3的倍數(shù)次諧波,且其計(jì)算簡單、實(shí)現(xiàn)方便。 

【文章來源】：中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2020,40(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：17 頁

【部分圖文】：

三電平NPC逆變器空間矢量圖Fig.2Spacevectordiagramofthree-levelNPCconverterONPNNPPNP0°FA56

曜跡?對比各ISDPWM的諧波性能，從而制定WTHD最優(yōu)的ISDPWM。其中，WTHD定義如式(3)。2121WTHD()nnVVn(3)式中：n對應(yīng)諧波次數(shù)；Vn、V1分別為線電壓n次諧波幅值和基波幅值。為分析各ISDPWM的WTHD值，搭建三電平NPC逆變器仿真模型，通過仿真得到各ISDPWM在不同調(diào)制比下的線電壓波形，并借助快速傅里葉變換求得Vn和V1，代入式(3)進(jìn)行計(jì)算。假定載波比為12，各ISDPWM在不同調(diào)制比下的WTHD值仿真計(jì)算結(jié)果如圖9。定義調(diào)制比為m，對比圖9可知，為在載波比12下獲得最優(yōu)的WTHD，當(dāng)m0.32時(shí)，采用ISDPWMA；當(dāng)0.32m0.54時(shí)，采用SDPWMIV；當(dāng)0.54m0.68時(shí)，采用ISDPWMI；當(dāng)0.68m1時(shí)，采用ISDPWMII。同樣思路可得到載波比6、18、24下，WTHD10WTHD/%7130.140.180.220.260.300.10調(diào)制比(a)調(diào)制比0.1到0.3165WTHD/%3860.340.380.420.460.500.30調(diào)制比(b)調(diào)制比0.3到0.5743.0WTHD/%2.63.83.43.60.60.70.80.5調(diào)制比(c)調(diào)制比0.5到0.83.22.82.41.9WTHD/%1.62.82.20.840.880.920.961.000.80調(diào)制比(d)調(diào)制比0.8到12.5圖9各ISDPWM對應(yīng)的WTHDFig.9WTHDcorrespondingtoeachISDPWM最優(yōu)的ISDPWM設(shè)計(jì)方案，分別如下：1）在載波比6下，當(dāng)m0.3時(shí)，采用ISDPWMA；當(dāng)0.3m0.36時(shí)，采用ISDPWMC；當(dāng)0.36m1時(shí)，采用I

5628中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)第40卷量首發(fā)開關(guān)序列。假定參考電壓位于圖2區(qū)域A.1，則小矢量首發(fā)的開關(guān)序列為POPOOPOOOONO。利用等效調(diào)制波與三角載波比較得到上述小矢量首發(fā)開關(guān)序列的示意圖如圖10。Uam_sUbm_s110OOPUaoUboUcoOOOPOPOOOOOPPOPUcm_sONOTsPOPPOPTs圖10調(diào)制波與載波比較得到小矢量首發(fā)開關(guān)序列Fig.10Sequencebeginswiththesmallvectorisobtainedbycomparingthemodulationwavewiththecarrier定義采樣周期為Ts，POP、ONO、OOP、OOO在一個(gè)采樣周期內(nèi)的作用時(shí)間分別為kT0、(1k)T0、T1、T2，則有：0am_ss0bm_ss01cm_sss012(1)TUTkTUTTTUTTTTT(5)由圖10可進(jìn)一步得式(6)：2bm_scm_ss1cm_sam_ss0am_sbm_ss(1)()()TUUTTUUTTUUT(6)將式(6)和(4)代入式(5)可得：0_sabU(k1)UkU(7)DPWMS分為冗余小矢量只使用P型小矢量和冗余小矢量只使用N型小矢量2種情況。當(dāng)冗余小矢量只使用P型小矢量時(shí)，k1，對應(yīng)零序分量U0_sUb；當(dāng)冗余小矢量只使用N型小矢量時(shí)，k0，對應(yīng)零序分量U0_sUa。利用調(diào)制波等效原理可得到圖2其余區(qū)域冗余小矢量只使用P型小矢量或只使用N型小矢量時(shí)的零序分量表達(dá)式，統(tǒng)一總結(jié)于式(8)。其中：Umax、Umin分別為三相正弦波為正時(shí)值不變、為負(fù)時(shí)值加1后的最大值和最小值；max、min則分別代表三相正弦波的最大值

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3063625