抑制三相四橋臂逆變器共模電壓的三維SVPWM控制策略

胡慧慧, 馬文忠, 董 磊

(中國石油大學(華東)信息與控制工程學院, 山東省青島市 266580)

0 引言

在大功率變流系統中,普遍采用脈寬調制(PWM)控制技術的逆變器會產生較大的共模電壓,不僅會對電機等負載造成傷害,還會引發共模干擾,影響供電電網電能質量及電網上其他電子設備的正常運行[1-3]。

除了采取加裝濾波器[4-5]等被動抑制措施以外,近幾年,從逆變器的拓撲結構[6-8]及其控制策略入手進行主動抑制的相關研究方興未艾。文獻[9]提出的三相四橋臂逆變器,通過增加一相橋臂的方式實現了對稱工作狀態,廣泛適用于非線性和不平衡負載供電等領域,相較于傳統的三相三橋臂逆變器,抑制共模電壓的效果明顯。在針對三相四橋臂逆變器控制策略的研究中,文獻[10]建立了離散系統的函數模型,并結合預測電流進行控制,降低共模電壓的同時減少了輸出波形的畸變,但存在模型預測計算量大等問題。文獻[11]提出在正弦脈寬調制(SPWM)載波移相的基礎上,采用跳變后移的控制策略,確保任何情況下4個橋臂的輸出都能達到平衡,但該方法直流電壓利用率較低,且輸出波形的諧波畸變率較高。目前廣泛采用的是三維空間矢量脈寬調制(3D-SVPWM)技術[12-13],因為其具有直流電壓利用率高,開關頻率較低,數字控制相對簡單靈活等優點。

本文借鑒文獻[14]的思路,在傳統3D-SVPWM控制策略的基礎上,進行了優化改進,提出選取參考電壓矢量附近兩個相反的非零矢量來代替零矢量的方法。……