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基于多载波的组合变换器调制策略优化

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用PD调制策略所引起的最严重的谐波位于一次载波频率fc处,频谱中存在着载波谐波及载波倍数的边带谐波;而采用APOD、POD调制策略所引起的最严重的谐波以一次载波频率fc为中心的边带谐波处,频谱中只存在着载波倍数的边带谐波。因此,基于载波垂直分布的调制策略是不会提高等效载波频率的,其等效载波频率均为fc。针对具体的多电平拓扑结构特点,选择和设计相应的PWM调制策略,是实现变换器性能优化控制的重要手段之一。

基于多载波的组合变换器调制策略优化

由第3章对多电平变换器多载波PWM调制策略的谐波分析可知:PS技术的实质是通过较低次谐波的相互抵消得到较高的等效载波频率,而不是通过提高载波频率将谐波简单地向高次推移,因此,应用于大功率电力电子装置中能解决开关器件功率与频率的矛盾。这些结论可进一步推广:对于K单元串联的拓扑结构,如果采用PS调制策略,单元间的载波发生相应的水平相移,则整个结构的等效载波频率被提高到K·fc;同时,可获得较高的输出电压。这即是级联型谐波消除的一般规律。

采用PD调制策略所引起的最严重的谐波位于一次载波频率fc处,频谱中存在着载波谐波及载波倍数的边带谐波;而采用APOD、POD调制策略所引起的最严重的谐波以一次载波频率fc为中心的边带谐波处,频谱中只存在着载波倍数的边带谐波。因此,基于载波垂直分布的调制策略是不会提高等效载波频率的,其等效载波频率均为fc

由于各种调制策略各具特点,且应用于不同的基本多电平拓扑结构,因此,应根据变换器拓扑结构的不同特点采用相应的调制策略。针对具体的多电平拓扑结构特点,选择和设计相应的PWM调制策略,是实现变换器性能优化控制的重要手段之一。(www.xing528.com)

根据上述分析,可得到基于多载波的组合拓扑结构调制策略的一般结论,即:①采用基于载波垂直分布的调制策略不能提高等效载波频率,而采用基于载波水平移相的调制策略可以有效地提高等效载波频率,改善输出电压的谐波含量;②从拓扑结构考虑,以串联为连接形式的拓扑结构具有模块化、易扩展、输出电压等级高等特点。因此,对于组合拓扑结构的研究,整体结构以串联的方式连接,整体调制采用载波水平移相调制策略,各个基本模块单元依据所采用具体拓扑结构而选用相应的调制策略。对于采用不相等直流电压源的多电平组合拓扑结构,其调制策略的总体思想是:针对高压单元,采用基波频率调制(FPWM),以降低开关损耗;针对低压单元,采用多载波调制(MCPWM),以改善系统输出波形的频谱性能。

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