Гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник

Abstract

Предложен гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник. Данный алгоритм позволит снизить потери в преобразователе, возникающие при переключении ключей при пространственно-векторной ШИМ, за счет снижения числа этих переключений при ШИМ с удалением выделенных гармоник. В работе были сформулированы основ- ные требования к гибридному алгоритму. Основное внимание было уделено рассмотрению возможных вариантов смены алгоритмов пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник в зависимости от состояний проводимости полупроводниковых ключей в силовой схеме преобразователя. Для трехуровневого преобразователя были определены четыре возможных варианта, два из которых удовлетворяют основным требованиям гибридного алгоритма. Результаты моделирования в программе Matlab/Simulink демонстрируют выполнение требований к минимизации числа переключений полупроводниковых модулей преобразователя. Практическое использование предложенного гибридного алгоритма модуляции позволит повысить КПД и улучшить показатели качества преобразованной электроэнергии. Наибольшую эффективность предложенный гибридный способ модуляции покажет в области больших мощностей, где применяются высоковольтные трёхуровневые преобразователи. A hybrid modulation algorithm based on the space-vector PWM and selective harmonic elimination PWM is proposed in the article. This algorithm will reduce the losses in the power converter that occur at space-vector PWM switching by reducing the number of these switching at selective harmonic elimination PWM. The main requirements for the hybrid algorithm were formulated. The paper was focused on the consideration of possible variants of changing the algorithms of the space-vector PWM and selective harmonic elimination PWM depending on the states of the semiconductor switches in the power converter circuit. Four possible variants were identified for a three-level converter, two of which satisfy the requirements of the hybrid algorithm. The results of simulation in the Matlab/Simulink program show minimization in the number of switching semiconductor modules of the power converter. The practical use of the proposed hybrid modulation algorithm has able to increase the efficiency and improve the quality of converted energy. The proposed hybrid method of modulation will be most effective in the high power application, where medium voltage three-level converters are used.