39、高性能多脉冲AC - DC转换器与改进SVPWM策略在电机驱动中的应用

高性能多脉冲AC - DC转换器与改进SVPWM策略在电机驱动中的应用

1. 引言

随着电力电子转换器的不断发展，变频感应电机驱动器在压缩机、泵、空调、轧机等众多领域得到了广泛应用。矢量控制作为实现感应电机高性能控制的实用方法，常用于电压源逆变器（VSI），而这些逆变器通常由六脉冲二极管桥式整流器（DBR）供电。然而，六脉冲DBR会在电网电流中引入谐波，导致供电电压不理想，降低电能质量。国际标准IEEE - 519旨在限制非线性负载（如矢量控制感应电机驱动器，VCIMD）向电网注入的谐波。

多脉冲整流器因其坚固性、可靠性和易于实现而受到关注。它们通过多个转换器之间的适当相位位移来抑制谐波，但一些多脉冲AC - DC转换器拓扑在轻载时总谐波失真（THD）超过5%，且磁元件额定值较高。基于自耦变压器的拓扑能够降低磁元件额定值，此前已有多种自耦变压器连接的多脉冲整流器设计，但部分拓扑因直流链路电压高于六脉冲DBR，不适用于改造应用。

为了提高电能质量，本文提出了一种基于新型六边形连接自耦变压器的44脉冲AC - DC转换器，同时还介绍了一种改进的空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，以提升基于VSI的变频感应电机驱动器（VFIMD）的性能。

2. 改进的SVPWM策略

传统SVPWM在VSI中存在THD和功率损耗较高、电机转矩脉动较大等问题。为了解决这些问题，提出了一种改进的SVPWM策略。

该策略显著降低了VSI的THD和功率损耗，同时减少了电机的转矩脉动，确保了VFIMD更好的性能和更平滑的动态响应。具体数据如下：
|调制策略|无滤波器时电压THD|有滤波器时电压THD|转矩脉动|
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