多電平SPWM變頻器中共模電壓抑制技術的研究
時間:2008-07-15 09:07:00來源:yangliu
導語:?利用三電平變頻器的有效開關狀態(tài),分析了三電平變頻器中產(chǎn)生共模電壓的原因,得出奇數(shù)電平變頻器可以通過軟件的方法來抑制共模電壓的結論。
摘要:鑒于兩電平變頻器輸出的共模電壓只能依靠外接濾波器進行消除,研究了三電平PWM變頻器中共模電壓的抑制技術。利用三電平變頻器的有效開關狀態(tài),分析了三電平變頻器中產(chǎn)生共模電壓的原因,得出奇數(shù)電平變頻器可以通過軟件的方法來抑制共模電壓的結論。針對常用的變頻器控制策略一sPwM,提出了降低和消除共模電壓的改進策略,并用仿真結果驗證了其正確性。文中還給出了不同的調(diào)制策略對電動機性能影響的比較,驗證了所提策略的可用性。
關鍵詞:電力工程;共模電壓;正弦脈寬調(diào)制;三電平逆變器;正弦型脈寬調(diào)制
1 引言
傳統(tǒng)的兩電平PWM變頻器在電動機繞組中產(chǎn)生的共模電壓會導致電動機和驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)負面效應。即共模電壓通過靜電耦合在轉子和機殼間建立起軸電壓,當軸電壓超過軸承潤滑劑絕緣能力時將產(chǎn)生過大的軸承電流。軸承電流可以使電動機軸承過早損壞。同時,共模電壓產(chǎn)生非常大的共模漏電流,通過定子繞組和接地機殼間的靜電耦合流入地??僧a(chǎn)生足夠大的共模電磁干擾,還會使漏電流保護繼電器誤動作。
現(xiàn)有的消除技術一般用于軸承電流和傳導電磁干擾的抑制,而很少能直接和成功地應用到共模電壓的抑制上。文獻中提出的濾波器可以直接用來抑制共模電壓,抑制效果非常顯著,但要求共模變壓器必須足夠大。而多電平PWM技術在抑制共模電壓方面的相關文獻更少。除了硬件方法,從控制策略上,文獻引入空間矢量算法,通過使整流器和變頻器的開關序列同步化,電動機定子繞組中性點對地電壓可降低到2V[sub]dc[/sub]/3,但這種方法需要用在可控整流變頻器,不適于應用到二極管變頻器中。而后者的應用范圍更廣。
本文將討論多電平變頻器中共模電壓的抑制方法,并采用Matlab仿真軟件來驗證該方法的有效性。多電平PWM變頻器常見結構是二極管嵌位型多電平變頻器NPC(Neutral—Point—Clamped),飛跨電容型多電平變頻器和級聯(lián)式變頻器,常用于中壓等級(2300/4160V)裝置以降低功率開關器件的額定電壓,進而降低輸出電壓中的諧波成分。本文中以二極管嵌位型多電平變頻器為例分析共模電壓的抑制技術,其結論可以推廣到其它結構中。
[b][align=center]詳細內(nèi)容請點擊:
多電平SPWM變頻器中共模電壓抑制技術的研究[/align][/b]