PWM變頻供電系統(tǒng)共模電壓的分析與抑制.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)及控制理論的不斷發(fā)展，PWM變頻器的綜合性能得到很大提高，變頻供電在工業(yè)、能源領(lǐng)域得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。但由于采用PWM調(diào)制技術(shù)，使得變頻調(diào)速對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生許多負(fù)面影響。在PWM調(diào)制策略下變頻器輸出存在共模電壓，該電壓在電機(jī)寄生電容的耦合作用下，在電機(jī)軸上感應(yīng)出軸電壓，繼而引發(fā)軸電流，造成軸承的電腐蝕，嚴(yán)重危害變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，分析變頻供電系統(tǒng)共模電壓產(chǎn)生機(jī)理及其影響因素，并提出有效的抑制方法，對提高變頻供電

2、系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重要的意義。
　　本文在分析共模電壓產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上建立了SPWM變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共模電壓解析計(jì)算模型，分析了共模電壓特征和影響因素。搭建了SPWM和SVPWM兩種調(diào)制方式的MATLAB仿真模型，并在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分析了直流母線電壓利用率、載波頻率和開關(guān)器件死區(qū)時(shí)間對共模電壓的影響。通過兩種調(diào)制方式的解析計(jì)算模型、仿真和實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，共模電壓諧波成分主要集中在載波頻率的整數(shù)倍處，且在載波頻率處最高;隨著直

3、流母線電壓利用率增大，共模電壓有效值和載波頻率處的共模電壓諧波分量有效值減小;隨著載波頻率的不斷增加，共模電壓有效值變化和載波頻率處諧波有效值無明顯變化;隨著死區(qū)時(shí)間的上升，共模電壓有效值和載波頻率處的諧波分量有效值增大。在相同的直流母線電壓利用率下，SPWM和SVPWM兩種調(diào)制方式的共模電壓有效值和載波頻率處諧波分量有效值相差不大，但SVPWM的最大直流母線電壓利用率比SPWM高15％，因此，考慮到電能的利用效率，應(yīng)優(yōu)先考慮SVPWM