[发明专利]具备最小开关损耗的共模电压抑制PWM策略

说明书

本发明公开了具备最小开关损耗的共模电压抑制PWM策略，包括在三相电压源逆变器上使用PWM调制器，生成三相两电平变频器的驱动信号Sa,Sb和Sc。本发明的共模电压抑制PWM策略，在全功率因数范围内实现最小开关损耗，提高了系统效率，能够有效地抑制共模电压。

技术领域

本发明属于电力电子控制技术领域，具体涉及具备最小开关损耗的共模电压抑制PWM策略。

背景技术

随着新型宽禁带半导体(如SiC,GAN等)在变频器中的广泛应用，一些负面效应也随之而来。尤其是高频共模电压，会在电机的转轴上产生轴承电流，加速电机的老化，降低了其使用寿命。宽禁带半导体器件由于具备更快的开关动作，因此还会导致更严重的共模电流。该共模电流会通过定子绕组和机壳间的静电耦合流入大地，并经接地导体返回电网。这不仅会引起保护装置误动作，还会产生较大共模电磁干扰，影响用电安全。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：具备最小开关损耗的共模电压抑制PWM策略，包括在三相电压源逆变器上使用PWM调制器，生成三相两电平变频器的驱动信号Sa,Sb和Sc，驱动信号Sa,Sb和Sc的调制波v_a^**、v_b^**、v_c^**的表达式为：其中v_a^*,v_b^*和v_c^*是三相电压源逆变器中控制器输出的参考电压，v₀是零序电压分量；v₀的表达式为：i∈{a,b,c}。

作为上述技术方案的优选，所述v₀的生成步骤是：

(1)获得参考电压v_a^*,v_b^*和v_c^*和电流采样值i_a、i_b、i_c；(2)计算∣v_m∣^*＝min(∣v_a^*∣,∣v_b^*∣,∣v_c^*∣)和∣i_n∣^*＝min(∣i_a∣,∣i_b∣,∣i_c∣),m,n∈{a、b、c}；

(2)判断m是否与n相等，m与n相等时，得到u_i^*＝u_n^*,m与n不相等时，判断∣i_p∣是否大于∣i_q∣，其中p,q∈a、b、c and p,q≠n，当∣i_p∣∣i_q∣时，得到u_i^*＝u_p^*,当∣i_p∣不大于∣i_q∣时，得到u_i^*＝u_q^*；

(3)根据步骤(2)中得到的u_i^*，利用公式：u₀＝sign(u_i^*)·U_dc/2-u_i^*合成得到v₀零序电压分量。

作为上述技术方案的优选，所述v₀零序电压分量合成后，对PWM调制器进行选择性的设置。