27、三相多电平逆变器共模电压及移动机器人充电系统的研究与优化

三相多电平逆变器共模电压及移动机器人充电系统的研究与优化

三相多电平逆变器共模电压的降低

在电力电子领域，三相多电平电压源逆变器在为高功率工业机器人设备（如机器人操纵器驱动器）提供高质量三相供电方面具有广阔的应用前景。然而，三相共模电压问题一直是该领域的一个重要挑战。

为了深入研究这一问题，研究人员进行了一系列计算机实验。他们使用PSIM软件，基于三相七电平级联H桥逆变器模型，并采用了四分之一波对称空间矢量脉宽调制（QWS - SVPWM）控制方法，同时结合了降低瞬时共模电压的新技术。

实验结果

实验结果表明，在整个可接受的线性范围内改变幅度调制指数时，共模电压（CMV）值被限制在预期范围内。具体来说，每个电压空间矢量的归一化CMV绝对值的最小值属于集合({-\frac{1}{3}, 0, \frac{1}{3}})。这意味着该技术有效地减轻了共模电压问题带来的后果。

例如，当直流母线电压(U_d = 100V)，控制参数(m_f = 24)和(m_{aY} = 2.6)时，模拟波形展示了执行电压信号和功率电路电压信号的情况，进一步验证了该技术的有效性。

技术优势

这种降低CMV的技术不仅适用于QWS - SVPWM算法，而且由于它是对该算法的补充，所以原算法中关于高次谐波失真的依赖关系仍然成立。此外，该技术对于具有较多电平数的多电平电压源逆变器（MLVSI）尤为有前景。因为随着MLVSI电平数的增加，以输出电压幅度为归一化基准时，三相CMV的归一化幅值会减小。

技术原理

该技术的核心是通过为全空间矢量图中的每个应用矢量搜索具有指定（计算）CMV电平