双频永磁电机驱动器的共模环流抑制方法

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作者 彭飞 董影 +2 位作者 周佳新 姚宇 黄允凯 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期309-318,I0025,共11页

永磁同步电机正往高速化、高压化的方向发展,这会导致电机电流的开关纹波增大、电机损耗增加。然而,考虑到大功率电机驱动器的开关损耗,无法通过直接提高开关频率的方式降低开关纹波。双频永磁电机驱动器可以有效解决大功率和高开关频... 永磁同步电机正往高速化、高压化的方向发展,这会导致电机电流的开关纹波增大、电机损耗增加。然而,考虑到大功率电机驱动器的开关损耗,无法通过直接提高开关频率的方式降低开关纹波。双频永磁电机驱动器可以有效解决大功率和高开关频率之间的矛盾。为了抑制双频逆变器内部的共模环流,降低高频逆变器的容量需求,对共模环流产生的原因进行详细的分析,并提出一种共模环流抑制方法,通过在高频逆变器的输出电压中注入零轴分量,有效降低共模环流,从而减小功率器件的容量和损耗。通过仿真和实验,详细地验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 高速永磁电机 双频逆变器 共模环流抑制 脉宽调制

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频率自适应的构网型变流器宽频带谐波电压抑制策略 被引量：1

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作者 赵统 吴超 +2 位作者 王勇 蒋顺平 黄秋燕 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期164-177,共14页

传统构网型变流器在复杂电网阻抗、非线性负载的应用场景下的输出电压会存在较大谐波而不满足电能质量要求。然而,传统构网变流器的控制目标在于维持基波电压幅值和频率的稳定,公共耦合点谐波电压的问题被忽略。为了提升构网变流器对谐... 传统构网型变流器在复杂电网阻抗、非线性负载的应用场景下的输出电压会存在较大谐波而不满足电能质量要求。然而,传统构网变流器的控制目标在于维持基波电压幅值和频率的稳定,公共耦合点谐波电压的问题被忽略。为了提升构网变流器对谐波电压的抑制能力,该文提出了一种宽频带的谐波电压消除策略。该策略在主要的谐波电压频率范围内均保持足够的增益,且与基波控制解耦。此外,所提策略不依赖于自适应谐振控制器、重复控制器中的谐波电压频率提取环节而对频率变化的谐波电压进行抑制,简化了控制器结构,使其便于工程实施。该文推导的构网变流器的小信号分析和阻抗模型也证明了所提策略在和基波控制解耦的同时有效地提升了谐波电压抑制能力。最后,通过实验验证了理论分析的准确性和有效性。 展开更多

关键词 构网型变流器 阻抗模型 谐波电压消除 宽频带控制器

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无刷直流电机六步换相控制下共模电压的快速准确计算与抑制措施

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作者 刘晋鹏 王秀和 +2 位作者 孙玲玲 谷新伟 彭一峰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第18期5892-5906,共15页

共模电压会引起轴承损坏,对无刷直流(BLDC)电机的工作寿命构成重大影响。为了抑制上述损坏,该文对六步换相控制下无刷直流电机的共模电压进行了快速分析,提出一种新颖的抑制策略。首先,电流预测模型为无刷直流电机电流和共模电压提供了... 共模电压会引起轴承损坏,对无刷直流(BLDC)电机的工作寿命构成重大影响。为了抑制上述损坏,该文对六步换相控制下无刷直流电机的共模电压进行了快速分析,提出一种新颖的抑制策略。首先,电流预测模型为无刷直流电机电流和共模电压提供了一个便捷、快速的解析解。这个方法避免了仿真模型建立和控制程序开发,提高了分析的便捷性和高效性。此外,所提出的解析模型能够深入分析共模电压成分,阐明其产生机理。通过对解析模型的详尽分析,揭示了改进的六步换相控制的本质。改进的六步换相控制引入零电压信号,减小端口电压波动。因此,共模电压的续流电流分量、反电动势分量和PWM分量都被抑制。仿真和实验结果证明了解析模型与改进的六步换相控制的有效性。 展开更多

关键词 解析计算 无刷直流电机 共模电压抑制

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非隔离型低压柔性潮流转供装置共模电流直接闭环抑制策略 被引量：1

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作者 曹晓军 何晋伟 +2 位作者 乔学博 韩俊飞 王成山 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期152-163,177,共13页

非隔离型低压柔性潮流转供装置具有可主动调节配电网潮流、改善电能质量等功能,因其高效率、低成本、高功率密度等优势受到了高度关注。但多端变流器脉宽调制及动态耦合效应会产生复杂共模环流,影响系统安全稳定。为了克服这一难题,提... 非隔离型低压柔性潮流转供装置具有可主动调节配电网潮流、改善电能质量等功能,因其高效率、低成本、高功率密度等优势受到了高度关注。但多端变流器脉宽调制及动态耦合效应会产生复杂共模环流,影响系统安全稳定。为了克服这一难题,提出一种基于开关周期平均共模电压直接调制的共模环流指定谐波闭环抑制策略。首先,建立非隔离型柔性潮流转供装置的精准共模电路模型,分析阻抗和主导次共模环流特性,揭示了开关周期平均共模电压和共模环流的关联性;其次,通过双侧变流器零矢量协调分配实现了等效平均共模电压的精准调节,在不影响差模电流动态调节的基础上实现了指定次共模环流的闭环抑制调控;最后,通过实验验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 平均共模电压 共模电流抑制 共模回路 三次谐波 零矢量

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基于总线同步的多驱动系统漏电流分析与抑制 被引量：1

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作者 雷力 李叶松 +1 位作者 汤前进 柯万宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期119-123,共5页

多驱动系统中漏电流的大量存在是影响数控加工装备长期稳定运行的重要因素,提出了一种邻消抑制措施,能够有效减少多驱动系统中漏电流,避免漏电保护装置频繁触发。该措施采用PWM调制策略,将空间位置相邻的两个驱动单元的共模电压矢量方... 多驱动系统中漏电流的大量存在是影响数控加工装备长期稳定运行的重要因素,提出了一种邻消抑制措施,能够有效减少多驱动系统中漏电流,避免漏电保护装置频繁触发。该措施采用PWM调制策略,将空间位置相邻的两个驱动单元的共模电压矢量方向反向,以抵消它们之间的高频共模电压分量,从而有效地抑制了多驱动系统的漏电流。主要创新之处采用了一种软件控制的方式实现了对多驱动系统漏电流的抑制,该措施不但可以有效地抑制漏电流,而且实现成本低。实际测试平台的结果表明,邻消抑制措施在多驱动系统中能够有效降低70%~80%的漏电流,保证了多驱动系统的稳定运行。 展开更多

关键词 多驱动系统 共模电压 漏电流 邻消抑制 工业以太网总线 PWM调制

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非隔离型低压柔性互联装置的低频地线环流产生机理及抑制策略 被引量：2

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作者 袁宇波 刘瑞煌 +3 位作者 史明明 雷家兴 刘利国 张宸宇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3965-3973,I0101,共10页

柔性互联装置是实现低压配电网潮流优化和新能源高效消纳的关键装备,有必要去除隔离变压器以提高效率和功率密度。但实际运行中面临严重的地线环流问题,恶化装置电能质量和安全稳定运行能力。为此,建立了低压配电网直接接地和变流器调... 柔性互联装置是实现低压配电网潮流优化和新能源高效消纳的关键装备,有必要去除隔离变压器以提高效率和功率密度。但实际运行中面临严重的地线环流问题,恶化装置电能质量和安全稳定运行能力。为此,建立了低压配电网直接接地和变流器调制算法影响下非隔离型柔性互联装置地线环流分析数学模型,揭示了变流器共模电压注入、电网运行工况差异产生基波和三次谐波地线环流的机理。在此基础上,给出了一种闭环抑制方法,通过比例–多模谐振控制器对地线环流进行闭环控制,并通过改进的载波调制算法在逆变侧各桥臂中注入附加的共模电压信号,以维持双侧变流器的共模电压平衡,进而消除低频地线环流。控制器在环的半实物仿真结果表明,采用所提控制策略后,不同电网工况下非隔离型柔性互联装置的低频地线环流均得到充分抑制,有效提升了装置的电能质量和运行可靠性。 展开更多

关键词 柔性互联装置 无隔离变压器 地线环流 共模电压 三相四桥臂变流器

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基于模拟退火算法的共模电磁干扰抑制技术 被引量：8

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作者 章勇高 蒋有缘 +1 位作者 方华松 张凯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1-6,共6页

共模电磁干扰对消抑制中,检测和补偿电路的滞后响应将大大影响补偿效果。针对这一问题,提出了数字化闭环控制共模电流并联有源补偿技术,采用共模电流能量作为共模噪声评估指标;研究了共模电流能量与补偿电流滞后时间的关系。结果表明存... 共模电磁干扰对消抑制中,检测和补偿电路的滞后响应将大大影响补偿效果。针对这一问题,提出了数字化闭环控制共模电流并联有源补偿技术,采用共模电流能量作为共模噪声评估指标;研究了共模电流能量与补偿电流滞后时间的关系。结果表明存在多个局部最小值,提出利用模拟退火算法(SAA)寻找全局最优值的控制策略。仿真结果表明,SAA能够较好地避免搜索陷入局部最小值,有效地衰减共模噪声能量。将基于SAA的共模电磁干扰抑制技术应用于单相半桥逆变器,实验结果表明共模电流在10MHz范围内整体下降了10～15dB,有效地抑制了逆变器的电磁干扰水平,证明了该抑制技术是正确和有效的。 展开更多

关键词 共模电磁干扰抑制 共模电流能量 全局最优 模拟退火算法

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面向微网群的多端口电流源变流器共模电压抑制仿真 被引量：4

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作者 王浩 何晋伟 贾宏杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期74-79,110,共7页

研究了一种基于电流源的多端口变换器,并将其应用于微网群的互联。针对微网群系统共模电压较高,易造成电机绝缘损坏、电磁干扰、通信故障、保护误动作等问题,提出一种改进的综合空间矢量调制策略。首先,对零矢量的冗余开关状态进行优选... 研究了一种基于电流源的多端口变换器,并将其应用于微网群的互联。针对微网群系统共模电压较高,易造成电机绝缘损坏、电磁干扰、通信故障、保护误动作等问题,提出一种改进的综合空间矢量调制策略。首先,对零矢量的冗余开关状态进行优选,抑制零矢量作用产生的共模电压尖峰。然后,研究变流器不同矢量排序方案对系统共模电压的影响,提出一种优选的排序策略,进一步降低无序的矢量排列造成的共模电压尖峰。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建含多端口电流源的微网群仿真模型,并针对所提综合调制策略进行仿真分析,结果证明了该调制策略的可行性和对共模电压抑制的有效性。 展开更多

关键词 微网群 电流源变流器 共模电压抑制 空间矢量调制

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直驱式永磁同步风力发电机轴电流问题分析 被引量：15

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作者 刘瑞芳 孟延停 +1 位作者 任雪娇 王芹芹 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期43-49,共7页

直驱式永磁同步发电机是目前风力发电系统中广泛采用的形式之一。由于它需通过变流器向电网供电,变流器产生的高频共模电压经过电机的杂散电容耦合会引起轴电压,继而产生轴电流,会导致轴承产生早期失效,因此有必要对轴电流进行准确的预... 直驱式永磁同步发电机是目前风力发电系统中广泛采用的形式之一。由于它需通过变流器向电网供电,变流器产生的高频共模电压经过电机的杂散电容耦合会引起轴电压,继而产生轴电流,会导致轴承产生早期失效,因此有必要对轴电流进行准确的预测并开展轴电流抑制方法研究。本文针对一台2.1MW直驱永磁同步发电机基于电磁场数值计算获取了电机内杂散电容参数,并提出了等效三导体模型来简化等效电路。对轴承分压比进行了灵敏度分析,并据此讨论了轴电流的抑制措施。最后搭建变流器-发电机系统轴电流仿真模型,分析了屏蔽法和电刷接地法两种轴电流抑制措施的效果。结果表明,这两种方法可以有效抑制轴电流,但不能用于抑制共模电流。 展开更多

关键词 直驱式永磁同步发电机 轴电流 共模电压 杂散电容 轴承分压比 抑制方法

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自适应三次谐波注入的回接型LCL光伏逆变器共模谐振电流抑制方法 被引量：16

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作者 张洪亮 张子成 +1 位作者 陈杰 邢相洋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期220-233,共14页

三电平逆变器具有损耗小、谐波低等优势,在非隔离型光伏系统中广泛应用。因其常采用中点回接型LCL滤波器抑制漏电流,易引发共模谐振电流,影响并网系统稳定性。为此,该文揭示了共模谐振电流的产生机理,研究了调制策略对共模谐振电流的影... 三电平逆变器具有损耗小、谐波低等优势,在非隔离型光伏系统中广泛应用。因其常采用中点回接型LCL滤波器抑制漏电流,易引发共模谐振电流,影响并网系统稳定性。为此,该文揭示了共模谐振电流的产生机理,研究了调制策略对共模谐振电流的影响。提出一种自适应3次谐波注入算法,有效降低了共模谐振电流。首先,为保证调制的正确性,推导了3次谐波注入系数的取值范围;然后,根据直流电压和调制度,提出了3次谐波注入系数的自适应律,以提升逆变器系统并网性能;最后,为便于工程应用,降低控制器的计算负担,推导了基于电流闭环控制的3次谐波注入实现方法,该方法计算量小、稳定性好、适用范围广。该方法为3次谐波注入调制算法的应用提供了理论支撑和实现途径,具有较强的工程应用价值。仿真和实验结果证明了不同工况下提出方法的正确性及有效性。 展开更多

关键词 非隔离型光伏系统 共模谐振电流抑制 自适应3次谐波注入调制 闭环控制算法

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非隔离型三电平逆变器漏电流抑制与中点电位平衡控制 被引量：22

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作者 邱继浪 何英杰 +1 位作者 焦乾明 刘进军 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期161-170,共10页

针对中点钳位型三电平逆变器在光伏并网系统中存在的漏电流和中点电位不平衡的问题,文中对漏电流产生的机理和影响中点电位的因素进行了分析。针对已有调制策略存在的不足,在已有调制策略的基础上,对传统调制策略下的调制扇区进行重新划... 针对中点钳位型三电平逆变器在光伏并网系统中存在的漏电流和中点电位不平衡的问题,文中对漏电流产生的机理和影响中点电位的因素进行了分析。针对已有调制策略存在的不足,在已有调制策略的基础上,对传统调制策略下的调制扇区进行重新划分,并在此基础上选择合适的开关序列,得到一种新型的大中小矢量调制策略。文中所提调制策略的共模电压变化幅值低、直流电压利用率高、输出电压的总谐波畸变率低,且能够对中点电位进行有效控制。最后,通过仿真和实验,将所提策略与传统调制策略在漏电流抑制和中点电位控制等方面进行对比,验证了所提调制策略的有效性。 展开更多

关键词 三电平逆变器 共模电压 漏电流抑制 中点电位控制 空间矢量脉宽调制

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开绕组异步电机零序电流控制策略 被引量：2

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作者 罗悍 张榴晨 +1 位作者 杨淑英 谢震 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期42-55,共14页

零序电流抑制是共母线和共中线开绕组拓扑应用所必须解决的技术问题,为了探讨虚拟信号重构思想在零序电流控制上的应用,并对比各种虚拟信号重构控制方案间的差异。通过对虚拟三相电流和虚拟两相电流方案进行数学分析,建立了虚拟电流方... 零序电流抑制是共母线和共中线开绕组拓扑应用所必须解决的技术问题,为了探讨虚拟信号重构思想在零序电流控制上的应用,并对比各种虚拟信号重构控制方案间的差异。通过对虚拟三相电流和虚拟两相电流方案进行数学分析,建立了虚拟电流方案的统一数学模型,并依据控制系统频域分析方法,从理论上揭示了各方案间的性能异同。基于三相时延、正交时延、一阶全通滤波器、二阶低通滤波器、二阶全通滤波器以及巴特沃斯滤波器搭配微分的虚拟信号重构方案间具有类似的控制性能,在应用中可以互相替换;而基于二阶广义积分器的方案相较于上述各方案具有更突出的动态响应性能,但会在控制带宽过大时失去稳定。最后,通过共中线开绕组异步电机零序电流的控制对理论分析的正确性进行了验证。 展开更多

关键词 虚拟信号重构 零序电流抑制 统一数学模型 共中线开绕组 异步电机 零序反电动势

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