27、三相逆变器与移动机器人充电系统的技术研究

三相逆变器与移动机器人充电系统的技术研究

三相逆变器瞬时共模电压降低技术

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（如机器人操纵器的驱动器）提供高质量三相电源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需要解决的关键问题之一。

为了解决这个问题，研究人员提出了多种控制方案。其中一种是应用零共模电压空间矢量的方法，另一种则是将三相多电平电压源逆变器（任意拓扑结构和任意数量的等电压等级）的共模电压瞬时值降低到供电直流电压基值（单位电平）的三分之一的水平，且不排除最初可访问的空间矢量集。

在计算机仿真方面，研究人员使用PSIM对三相七电平级联H桥逆变器模型进行了一系列实验。该模型采用了四分之一波对称空间矢量脉宽调制（QWS - SVPWM）控制，并结合了降低瞬时共模电压的技术。仿真结果表明，在整个可接受的线性范围内改变调幅指数时，共模电压（CMV）值被限制在预期范围内，即每个电压空间矢量的最小绝对值CMV归一化值属于集合({-\frac{1}{3}, 0, \frac{1}{3}})。这种CMV值的限制减轻了CMV问题带来的后果。

以下是相关的数学表达式：
(u_{CG^ }(t) = u_{BG^ }(t) - u_{BC^*}(t))
在仿真中，当(U_d = 100V)，控制参数(m_f = 24)和(m_{aY} = 2.6)时，对应的仿真波形如图所示。由于上述技术是QWS - SVPWM算法的补充，所以[32]中所有关于高次谐波失真的依赖关系仍然适用。该技术对于具有高电平数的多电平电压源逆变器（MLVSI）很有前景，因为MLVSI的电平数越多，三相CMV归一化幅值越小（以输出电压