DTC技术在抑制PWM调速系统负面效应的效果研究

【摘要】： 变频器是交流调速系统的重要环节,然而变频器的广泛使用也带来了一些显著的负面效应。首先,电压源型PWM变频器会产生高频共模电压,它会在电动机转轴上感应出高的轴电压,并形成轴承电流,使电动机的轴承在短期内造成电气原因的损坏,缩短电机使用寿命。而且,高速开关的电力电子器件产生强烈的电磁干扰(EMI)。传导性EMI和辐射性EMI会干扰其他控制系统或电子设备的正常运行,甚至导致误动作。这些负面效应所带来的实际损失可能大大超过交流变频调速系统本身的成本。因此,研究PWM变频器产生的负面效应及其解决方法具有重要的理论意义和实用价值。 本文研究了交流变频调速系统负面效应的产生机理,阐述了共模电压是逆变器驱动感应电机系统负面效应产生的本质。鉴于两电平逆变器的输出共模电压只能依靠外接滤波器进行消除,分析了三电平变频器中消除共模电压的策略,得出了共模电压在三电平逆变器中是可以消除的这个结论。 在此基础上分析讨论了三电平直接转矩控制技术(DTC),利用三电平逆变器的7种零共模电压的有效开关状态,在Matlab环境下设计建立了新型的消除共模电压DTC模型,仿真结果验证了该策略的有效性和优越性。分析改进了消除共模电压DTC模型,仿真结果验证了提出的消除共模电压DTC策略具有完全消除共模电压的能力。