采用特定消谐PWM的三电平AFE系统设计.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2013Vo1．43No．7电气传动2013年第43卷第7期采用特定消谐PWM的三电平AFE系统设计刘华，宋鹏，袁媛，金雪峰，郭培健(1．天津农学院机电工程系，天津300384；2．天津电气传动设计研究所有限公司，天津300180)摘要：在三电平有源前端(TLAFE)整流器上实现了特定消谐脉宽调制(SHEPWM)。介绍了SHEPWM方法的原理：给出了TLAFE的电压、电流双闭环控制结构；构建试验样机系统，对理论分析做了试验验证。试验结果表明，在试验条件下。采用SHEPWM调制的TLAFE系统，其输出电压谐波主要分布在23次及以上。配合适当设计的输入滤波器

2、．在网侧电流性能接近的情况下，SHEPWM所需滤波器无功器件显著小于传统载波PWM，有效降低了系统的成本和体积。关键词：特定消谐PWM：三电平有源前端：双闭环控制中图分类号：TM461．5文献标识码：AThree-levelActiveFront-endSystemDesignUsingSpecificHarmonicEliminationPWMLIUHua，SONGPen，YUANYuan2，JINXue—fen，GUOPei—jian(1．DepartmentofMechanicandElectronicEngineering，TianjinAgriculturalUnive

3、rsity，Tianjin300384，China；2．耐inDes＆ResearchInstituteofElectricDriveCo．，Ltd．，an3in300180，China)Abstract：SpecificharmoniceliminationPWM(SHEPWM)wasrealizedinthree-levelactivefront—end(TLAFE)conve~er．PrincipalofSHEPWMwasintroduced，doubleclosedloopstructureforvohageandcurrentcontrolofTLAFEWasdemon

4、strated，andexperimentalset—upwasbuilttoverifytheoreticalanalysis．ItcanbeseenfromtheexperimentalresultsthatloworderharmonicsinoutputvoltageofTLAFEusingSHEPWMarereduced，althoughtheharmonicswiththeirorderequalorgreater23arecomparativelysignificant．Asaresult，withappropriatedesignedinputfilter，SHE

5、PWMrequireslessreactivecomponentsthantraditionalcarrierPWMtoobtainneadythesalnedcurrent，whichlowerscostandsizeofthesystem．Keywords：specificharmoniceliminationPWM(SHEPWM)；three—levelactivefront·endLAFE)；doubleclosedloopcontrol得到一个周期内的开通、关断角度，对方程组的1引言求解通常采用离线计算完成和传统载波PWM在小功率场合．传统载波PWM可以采用较相比．在相

6、同的开关频率下，SHEPWM能够显著高的开关频率．功率器件的开关损耗不会很大，抑制低次谐波．降低了对滤波器的要求．非常适滤波器体积和价格也较小。但在中、大功率应用合于中、大功率应用场合。中．开关频率通常不大于1kHz．传统载波PWM三电平变流器具有开关频率低、输出波形调制在开关频率较低时输出电压性能变差．低次好、共模干扰小等特点．是大功率变流器的重要谐波含量较大[1。滤除低次谐波要求滤波器具有发展方向。在三电平变流器上应用SHEPWM，发足够的无功元件．使得滤波器的体积和成本增挥拓扑结构和调制方法各自的特点．降低功率器加。特定谐波消除PWM是一种优化PWM方法．件开关损耗．实现大

7、功率变流器设计．已经成为它以消除某几个特定的低次谐波为目标．通过求电力电子领域的研究热点c3-53本文研究了三电平解PWM波形傅里叶级数展开式构成的方程组．有源前端(TLAFE)的电压、电流双闭环控制策略，基金项目：国家星火项目(2011GA610013)；天津农学院青年自然基金项目(2011N14)作者简介：刘华(1977一)，女，硕士，实验师，Email：tjwqns@tjau．edu．cn3l电气传动2013年第43卷第7期刘华，等：采用特定消谐PWM的三电平AFE系统设计