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  • 頭條原理簡單、能消除絕大部分窄脈沖的抑制算法
    2019-04-18 來源:  |  點擊率:
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    導語該算法分區域對矢量分配時序進行優化和調整,能夠消除絕大部分情況下的窄脈沖,并且不會增大輸出波形的諧波。

    比起兩電平逆變器,三電平逆變器具有轉換效率高、輸出諧波低和電磁干擾小等優點,目前已經廣泛應用于光伏逆變、電機驅動等領域。三電平逆變器的空間矢量算法包括三電平空間矢量脈寬調制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)算法和三電平虛擬空間矢量脈寬調制(Virtual Space Vector Pulse Width Modulation, VSVPWM)算法兩種,其中三電平SVPWM算法較為簡潔,易于實現,但存在中點電壓無法全負載范圍平衡的缺點,尤其是在調制比和功率因數角較大時,中點電壓波動幅度會更大。

    而三電平VSVPWM算法雖然實現方法較復雜,開關損耗也較大,但能實現中點電壓的全負載范圍平衡。當開關管的驅動脈沖寬度小于開關管的開通和關斷延遲時間之和時,該脈沖就稱為窄脈沖,窄脈沖會增大開關管的開關損耗和輸出波形畸變,若直接將窄脈沖剔除或者擴寬,會導致正常的輸出脈沖丟失,增大輸出諧波含量。

    為解決窄脈沖問題,學者們做了大量卓有成效的研究。如提出一種零序電壓注入補償法,該方法通過同時向三相電壓注入零序電壓將窄脈沖擴寬或者剔除,在保證輸出線電壓不變的前提下處理了窄脈沖問題,但該算法在處理某相窄脈沖問題時,可能會在其他相產生新的窄脈沖。有文獻提出一種改進的零序電壓注入補償法,解決了傳統零序電壓注入補償法處理某相窄脈沖時引入其他相窄脈沖的問題。

    有文獻將非最近三矢量合成參考矢量法應用于三電平SVPWM算法中,能夠避免窄脈沖的出現,但卻明顯增大了輸出波形的諧波。有文獻通過在窄脈沖出現區域重新確定首發矢量的方法來避免窄脈沖,有效地減少了三電平SVPWM算法的窄脈沖。

    而裝甲兵工程學院控制工程系的研究人員李敏裕、馬曉軍等,在2018年第14期《電工技術學報》上發表研究成果,提出了一種基于矢量分配時序優化的窄脈沖抑制算法。該算法分區域對矢量分配時序進行優化和調整,能夠消除絕大部分情況下的窄脈沖,并且不會增大輸出波形的諧波,仿真和實驗結果驗證了理論分析的正確性。

    (原文標題“三電平虛擬空間矢量脈寬調制算法窄脈沖抑制研究”,DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170780)

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