两电平逆变器共模电压抑制策略研究

发布时间：2018-07-22 21:29

【摘要】：两电平逆变器是广泛应用的电力电子装置,其工作时会产生共模电压,对附近敏感设备造成危害。随着功率开关器件向大容量、高频化方向发展,该危害越来越严重。传统调制策略忽略共模电压的危害,没有考虑其抑制问题。为了降低共模电压产生的危害,本文针对两电平逆变器的共模电压抑制策略展开研究。分析共模电压的组成、建立其数学模型有助于进行有效抑制。本文分析了共模电压的危害,经推导给出了两电平逆变器共模电压的表示形式。在此基础上,对采用SPWM策略的逆变器共模电压进行了频谱分析,采用双重傅里叶积分法精确描述PWM开关过程,给出了一种考虑调制策略的逆变器共模电压源建模方法,并以SVPWM策略为例,结合算例定量分析了调制度对共模电压频谱的影响。传统模型预测控制的逆变器输出共模电压幅值较大,本文分析了用于有源电力滤波器的传统模型预测控制基本原理,在此基础上分析了无零矢量模型预测控制抑制共模电压的可行性。针对无零矢量模型预测控制的逆变器输出性能差的问题,给出了基于虚拟矢量的模型预测控制并给出了具体实施步骤。针对死区时间会导致共模电压尖峰的问题,理论分析了其产生规律,仿真和实验验证了两种改进方案的逆变器输出性能和共模电压抑制效果,证明了理论分析的正确性及改进方案的有效性。随机PWM策略采用随机开关模式获得连续均匀分布的频谱以达到抑制共模电压目的。针对其输出量频谱具有随机性的问题,应用统计通信理论,引入了基于功率谱密度的分析方法,以此研究随机PWM策略的频谱分散效果。以随机脉冲位置PWM策略为例,理论证明了随机PWM策略的频谱分散和共模电压抑制能力。详细分析了变延时随机PWM策略的基本原理,引入了分散系数以解除采样周期对逆变器输出性能和频谱分散能力的同时约束,并给出了其确定方法。变延时随机PWM和SVPWM策略的仿真和实验对比证明了变延时随机PWM策略具有分散频谱、抑制共模电压的能力,证明了理论分析的正确性;不同开关频率变化范围的仿真和实验结果,证明了开关周期优化计算方法和分散系数确定方法的合理性。
[Abstract]:In order to reduce the harm of common - mode voltage , the paper analyzes the principle of common - mode voltage suppression for two - level inverter .
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464

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本文编号：2138633