基于模型预测控制的五相双级矩阵变换器共模电压抑制*
2022-08-04沙豪杰耿强
电气传动自动化 2022年4期
沙豪杰,耿强
(天津工业大学电气工程学院,天津 300387)
电力变换器随着功率开关器件开关状态的变化,会产生不同幅值的共模电压CMV,当CMV作用于电机端子时,不仅损坏电机绕组绝缘性,缩减电机使用寿命,而且会产生电磁干扰,影响周围设备的正常运行[1-4]。因此,近年来共模电压问题得到众多学者的广泛关注,共模电压抑制技术已应用于不同电力变换器,如三相逆变器、多相逆变器和矩阵变换器[5-7]。通过在变换器输出侧添加共模电感器等无源器件可以有效抑制CMV,但这种增加额外硬件的方法,使得变换器系统的体积、重量和经济成本增加[8]。因此为了避免采用无源滤波器的硬件方法,可以通过改进控制策略减小CMV幅值,这种软件方法在工业应用中更具有意义。
软件方法抑制CMV的基本思想是避免使用可以产生高幅值CMV的开关矢量。目前,传统三相VSIs和多相VSIs抑制输出CMV方法的研究已取得较大进展,抑制多相直接矩阵变换器(DMC)输出共模电压的调制策略被众多学者提出[9-12]。文献[13]提出一种三相-五相DMC在过调制区抑制CMV的控制策略,在调制过程中,只选择大电压矢量,使系统电压传输比增加至0.866,工作在过调制区,共模电压幅值减小至原来的18%,但对输出电流引入较大谐波含量。三相-五相双级矩阵变换器(TSMC)系统CMV抑制策略主要基于SVPWM和载波PWM调制算法。文献[14]针对系统高调制区和低调制区提出两种改进的SVPWM调制策略,在调制比大于0.5257时,整流级选用相邻三个电流矢量,逆变级选用相邻四个大矢量,并且无零矢量,在高调制区抑制CMV。……
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