抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略

胡慧慧, 马文忠, 董 磊

(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院, 山东省青岛市 266580)

0 引言

在大功率变流系统中,普遍采用脉宽调制(PWM)控制技术的逆变器会产生较大的共模电压,不仅会对电机等负载造成伤害,还会引发共模干扰,影响供电电网电能质量及电网上其他电子设备的正常运行[1-3]。

除了采取加装滤波器[4-5]等被动抑制措施以外,近几年,从逆变器的拓扑结构[6-8]及其控制策略入手进行主动抑制的相关研究方兴未艾。文献[9]提出的三相四桥臂逆变器,通过增加一相桥臂的方式实现了对称工作状态,广泛适用于非线性和不平衡负载供电等领域,相较于传统的三相三桥臂逆变器,抑制共模电压的效果明显。在针对三相四桥臂逆变器控制策略的研究中,文献[10]建立了离散系统的函数模型,并结合预测电流进行控制,降低共模电压的同时减少了输出波形的畸变,但存在模型预测计算量大等问题。文献[11]提出在正弦脉宽调制(SPWM)载波移相的基础上,采用跳变后移的控制策略,确保任何情况下4个桥臂的输出都能达到平衡,但该方法直流电压利用率较低,且输出波形的谐波畸变率较高。目前广泛采用的是三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)技术[12-13],因为其具有直流电压利用率高,开关频率较低,数字控制相对简单灵活等优点。

本文借鉴文献[14]的思路,在传统3D-SVPWM控制策略的基础上,进行了优化改进,提出选取参考电压矢量附近两个相反的非零矢量来代替零矢量的方法。……