三電平NPC逆變器的一種優化CHMPWM方法

高 強，蘇和鵬

應用研究

三電平NPC逆變器的一種優化CHMPWM方法

高 強1，蘇和鵬2

（1. 海軍裝備部，武漢 430033；2. 92730部隊，武漢 430033)

研究低開關頻率運行的NPC三電平逆變器同步優化PWM方法。以常規SHEPWM和常規CHMPWM的約束原理為基礎，本文提出了一種開關角連續的優化CHMPWM方法。對這三種調制方法的原理和開關角計算進行了介紹，并對調制策略的諧波特性、轉矩脈動進行對比分析。研究結果表明優化方法是兩種常規方法的有機結合，性能得到了優化，適用于閉環矢量控制系統。

低開關頻率 同步優化PWM 電流諧波 轉矩脈動

0 引言

在大功率電機驅動系統中，為降低開關損耗，提高輸出功率，逆變器需要工作在幾百赫茲以內的低開關頻率。然而，開關頻率的降低使一個基波周期內的脈沖數目很少，采用傳統的載波調制方法會帶來電流諧波畸變增加，轉矩脈動增加等問題。為改善低開關頻率下驅動電機的諧波畸變，逆變器通常采用同步優化PWM[1]。

目前提出的優化PWM方法主要有損耗最小PWM、轉矩脈動最小PWM、指定諧波削弱PWM[2]、指定諧波消除PWM[3](SHEPWM)和電流諧波最小PWM[4](CHMPWM)等。前三種方法計算復雜，實現困難，因此很少應用在實際電機驅動系統中。SHEPWM因為開關角求解簡單，開關角分布連續，已成熟地應用于大功率變頻驅動系統中。早期研究較為深入地討論了SHEPWM非線性方程組的初值確定方法[5]，多組解的分布情況[6]，并提出了多種數值求解方法，如蟻群算法、神經遺傳算法等[7-8]。但其低次諧波的消除會導致臨近高次諧波的明顯增大，這對于電流總諧波和轉矩脈動并沒有起到改善的作用。……