比起兩電平逆變器,三電平逆變器具有轉(zhuǎn)換效率高、輸出諧波低和電磁干擾小等優(yōu)點,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光伏逆變、電機驅(qū)動等領(lǐng)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(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)算法和三電平虛擬空間矢量脈寬調(diào)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(xiàn),但存在中點電壓無法全負載范圍平衡的缺點,尤其是在調(diào)制比和功率因數(shù)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(xiàn)方法較復(fù)雜,開關(guān)損耗也較大,但能實現(xiàn)中點電壓的全負載范圍平衡。當開關(guān)管的驅(qū)動脈沖寬度小于開關(guān)管的開通和關(guān)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(guān)管的開關(guān)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(chǎn)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(tǒng)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(yīng)用于三電平SVPWM算法中,能夠避免窄脈沖的出現(xiàn),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(xiàn)區(qū)域重新確定首發(fā)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(shù)學報》上發(fā)表研究成果,提出了一種基于矢量分配時序優(yōu)化的窄脈沖抑制算法。該算法分區(qū)域?qū)κ噶糠峙鋾r序進行優(yōu)化和調(diào)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(jié)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(diào)制算法窄脈沖抑制研究”,DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170780)