【摘 要】
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采用传统脉宽调制策略对永磁同步电机进行控制,电机系统中会含有共模电压,导致系统产生共模电磁干扰,损害电机的轴承与绝缘且可能引起系统接地的电流继电保护装置误动作,对系统造成严重的后果,影响电机运行的可靠性。目前针对共模电压的抑制主要有硬件和软件两种方法。由于硬件抑制方法会增加系统的体积与成本且可移植性较差,本文主要研究共模电压的软件抑制算法。从共模电压的本质特性出发,对其幅值与高频谐波的抑制算法进行
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采用传统脉宽调制策略对永磁同步电机进行控制,电机系统中会含有共模电压,导致系统产生共模电磁干扰,损害电机的轴承与绝缘且可能引起系统接地的电流继电保护装置误动作,对系统造成严重的后果,影响电机运行的可靠性。目前针对共模电压的抑制主要有硬件和软件两种方法。由于硬件抑制方法会增加系统的体积与成本且可移植性较差,本文主要研究共模电压的软件抑制算法。从共模电压的本质特性出发,对其幅值与高频谐波的抑制算法进行深入的研究,有效地抑制了共模电压的幅值与高频谐波。针对脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术控制的永磁同步电机系统,分析共模电压的产生机理。对正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）策略与空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）策略产生的共模电压进行谐波分析,得到其双傅里叶展开式,得出其谐波特性。通过仿真验证理论分析的正确性,为共模电压抑制算法的研究奠定了基础。针对SVPWM调制策略产生的共模电压幅值较大的问题,利用有源零状态PWM1（Active Zero-State PWM,AZSPWM1）调制策略对其幅值进行抑制,阐明AZSPWM1调制策略的原理,分析其共模电压的谐波特性。分析死区对其的影响并对死区进行补偿,消除由死区引起的共模电压尖峰。针对共模电压高频谐波峰值较大的问题引入周期频率调制技术,理论分析此技术降低谐波峰值的原理,将其与AZSPWM1调制策略有机结合起来,实现共模电压幅值及其高频谐波峰值的共同抑制。通过仿真验证理论分析的正确性及综合抑制算法的有效性。针对AZSPWM1调制策略共模电压高频谐波含量较大的问题,提出一种改进矢量顺序PWM策略,借助虚拟矢量法的思路通过交换矢量作用顺序实现共模电压偶数倍载波频率谐波及整数倍载波频率附近边带谐波完全消除,对死区进行补偿。从线性调制区、输出电流纹波与开关损耗三个角度分析改进矢量顺序PWM的性能。将其与周期频率调制技术有机结合起来,实现减小共模电压高频谐波含量的同时抑制其谐波峰值。通过仿真验证提出算法的有效性。搭建基于TMS320F28075芯片的实验平台,对上述理论分析及抑制算法进行实验验证。实验结果验证本文理论分析的正确性及提出的抑制算法在抑制共模电压幅值及其高频谐波上的有效性。
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