【摘 要】
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采用传统定频正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）策略时,逆变器输出波形会在开关频率及其整数倍处产生中、高频谐波尖峰,在频谱图对应频率处可见明显的谐波功率峰值;这些尖峰会对电网环境、设备使用甚至通信产生干扰,严重影响生产生活。与此同时,逆变器输出的5、7、11、13次等低次谐波也会对旋转机械等负载产生不利的影响。因此,本文分别从抑制中、高次谐波
【基金项目】
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中压CS-APF双滞环容错控制技术的研究;国家自然科学基金项目,编号:51307076；
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采用传统定频正弦脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM）策略时,逆变器输出波形会在开关频率及其整数倍处产生中、高频谐波尖峰,在频谱图对应频率处可见明显的谐波功率峰值;这些尖峰会对电网环境、设备使用甚至通信产生干扰,严重影响生产生活。与此同时,逆变器输出的5、7、11、13次等低次谐波也会对旋转机械等负载产生不利的影响。因此,本文分别从抑制中、高次谐波和低次谐波入手,分别研究了随机脉宽调制技术（Random Pulse Width Modulation,RPWM）和选择性谐波消除脉宽调制技术（Selective Harmonics Elimination Pulse Width Modulation,SHEPWM）。针对逆变器产生谐波的问题,从谐波分析入手,分别对RPWM策略和SHEPWM策略进行如下研究。（1）为了抑制在开关频率及其整数倍频率处的谐波集簇现象,进一步提高功率密度谱（Power Spectral Density,PSD）波形的平滑度,首先设计了一种基于随机开关周期和随机脉冲位置的双随机PWM方法。该方法通过对三角载波的周期和斜率的随机化,进一步提高了随机效果,并以单相五电平改进U型封装（Modified Packed U-Cell,MPUC）逆变器为研究对象,与传统定频SPWM方法以及单随机PWM方法进行对比分析,给出了不同调制方式下的逆变器输出PSD波形图。（2）传统RPWM方法只能对谐波功率峰值进行分散,而不能完全消除该频率处谐波。当该谐波频率与电气设备的固有频率接近时,会加剧振动,产生刺耳电磁噪声。为此,提出一种基于随机PWM选择性频谱整形的噪声抑制方法,该方法首先将PWM脉冲进行傅里叶级数展开,通过展开项中的前后项相互抵消,最终实现选择性的消除特定次谐波。（3）变频供电电源中的6k?1次谐波会引起交流电机负载的转矩脉动。提出一种基于改进多元宇宙（Multi-Verse Optimizer,MVO）算法的MPUC逆变器选择性谐波消除方法。以PWM逆变器供电下的感应电机为研究对象,对比分析选择性消除不同次电源谐波对电机转矩脉动影响;通过选择性消除5、7、11和13次等电源谐波,抑制由此谐波引起的6、12次周期性转矩脉动,提高逆变器和交流电机的工作质量。该论文有图60幅,表11个,参考文献61篇。
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