三相電壓型PWM變換器調(diào)制方法及電流紋波研究.pdf

1、目前三相電壓型 PWM功率變換器廣泛應(yīng)用于電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)、并網(wǎng)變流器等領(lǐng)域。由 PWM調(diào)制產(chǎn)生的高頻電流紋波需要限制在一定范圍以內(nèi)以減少電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗發(fā)熱或并網(wǎng)變流器高頻諧波。增大開關(guān)頻率可減小紋波幅值，但會(huì)造成額外的開關(guān)損耗；而增大并網(wǎng)變流器的濾波電感會(huì)降低系統(tǒng)功率密度。如何通過改進(jìn)調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)在減小 PWM電流紋波的同時(shí)保持低開關(guān)損耗是近年來國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。一方面目前最為有效的方法[1-3]是基于電流紋波有效值最小化原則，對(duì)矢量空間

2、細(xì)分，在子區(qū)間選用不同的矢量序列。但是此套方法的調(diào)制算法的實(shí)現(xiàn)較為困難，且其引入的額外開關(guān)損耗在低載波比運(yùn)行條件下（如高基頻電機(jī)或低開關(guān)頻率運(yùn)行的并網(wǎng)變流器）會(huì)十分突出。另一方面，該領(lǐng)域的研究目前局限于三相系統(tǒng)交直軸電感相等的情況；對(duì)于交直軸電感不等的情況，如新能源汽車的內(nèi)嵌式永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，則尚無研究。
　　本文針對(duì)該領(lǐng)域研究存在的問題，提出了電流紋波在時(shí)域的定量計(jì)算分析方法，并在此基礎(chǔ)上直觀地提出了新型調(diào)制方法。與目前的調(diào)

3、制方法相比，該方法能夠在不增加開關(guān)頻率與損耗的情況下減小電流紋波，并可應(yīng)用于低載波比的運(yùn)行條件。同時(shí)該方法可進(jìn)一步推廣應(yīng)用于交直軸電感不等的情況，且易于DSP實(shí)現(xiàn)。
　　首先，本文詳細(xì)分析了目前電流紋波定量計(jì)算的方法，并針對(duì)交直軸電感相等的情況（表貼式永磁同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、電網(wǎng)負(fù)載），提出了基于矢量空間投影的電流紋波定量計(jì)算的統(tǒng)一簡(jiǎn)化模型和時(shí)域分析方法，并將該計(jì)算方法由兩電平推廣至三電平。然后，搭建了表貼式永磁同步電機(jī)的MATL

4、AB模型進(jìn)行仿真，并在并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，本文提出的電流紋波計(jì)算方法在低載波比條件下依然能夠保持很高的準(zhǔn)確性。
　　其次，基于本文提出的時(shí)域分析新方法，直觀地提出了新型調(diào)制方法，及其簡(jiǎn)便易行的DSP實(shí)現(xiàn)方法。經(jīng)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，新方法能夠在低載波比條件下，減小電流紋波的幅值和電流的總諧波畸變率，且不提高開關(guān)頻率或增加開關(guān)損耗。
　　最后，針對(duì)交直軸電感不等的情況，本文提出了其電流紋波的計(jì)算模型，并將新型