一種電力電子變換器固有頻率仿真提取方法

陳宇航，金 翔，李 銳

應用研究

一種電力電子變換器固有頻率仿真提取方法

陳宇航1，金 翔2，李 銳2

（1. 海裝駐葫蘆島地區軍事代表室，葫蘆島 125000；2. 武漢第二船舶設計研究所，武漢 430074）

為了簡化電力電子變換器固有頻率的仿真過程，減少建模工作量，并提高其固有頻率提取的精度，本文首先針對電力電子變換器的仿真模型建立過程，提出了一種新的模型簡化方法，并對仿真后得到的固有頻率，提出了一種根據模態參與因子進行固有頻率提取的方法。最后對比了固有頻率的仿真和實驗結果，兩者的誤差能控制在10%以內，驗證了新方法的有效性。

電力電子變換器 固有頻率 模態參與因子

0 引言

電力電子變換器在艦船電力推進系統、供配電系統中得到了廣泛應用。電力電子變換器中功率器件的開關動作，會產生以PWM開關頻次為主的高頻諧波電流，這些電流又會產生以PWM開關頻次為主的高頻振動。與此同時，電力電子變換器也會受到外界振動的影響。這些振動激勵的頻率與電力電子變換器固有頻率一致時將會導致“共振現象”。

“共振現象”長期的作用，會對電力電子變換器的結構造成應力及疲勞破壞，從而導致電力電子變換器內部精密器件的焊點斷裂，使電力電子變換器失效[1]。因此，為了避免因“共振現象”導致電力電子變換器失效的問題，在外界振動不可測的前提下，需要對電力電子變換器開關動作頻次進行設計，使以PWM開關頻次為主的高頻振動避開電力電子變換器的共振頻率，而這樣做的基礎是能夠獲得電力電子變換器的各階固有頻率。……