3.2 輸出少諧波的混合調(diào)制高壓變頻器由于變換功率大，開(kāi)關(guān)頻率一般比較小，因而輸出諧波比較大。采用常規(guī)的正弦pwm（spwm）和空間矢量pwm（svpwm）都難以解決輸出諧波大的問(wèn)題。特定消諧pwm（shepwm）屬于優(yōu)化pwm，通過(guò)優(yōu)化開(kāi)關(guān)時(shí)刻，可以用較少的開(kāi)關(guān)次數(shù)得到較好的諧波特性。其主要優(yōu)點(diǎn)是：在同樣的開(kāi)關(guān)次數(shù)下，輸出波形質(zhì)量高，轉(zhuǎn)矩和電流脈動(dòng)小;降低了對(duì)濾波器的要求，可以減小濾波器體積;在同樣的波形質(zhì)量下，開(kāi)關(guān)次數(shù)低，損耗小，尤其適合采用gto和igct等對(duì)開(kāi)關(guān)頻率有限制的高壓大功率電感場(chǎng)合；直流母線電壓利用率高。缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)角度固定，需要離線計(jì)算，難以在線實(shí)現(xiàn)，控制不夠靈活，尤其是低頻時(shí)由于開(kāi)關(guān)角度較多，對(duì)存儲(chǔ)量要求較高。

　　本系統(tǒng)采用混合pwm方法，即低頻時(shí)采用異步svpwm，高頻時(shí)采用shepwm，避免了高頻時(shí)svpwm諧波特性變差和shepwm在低頻時(shí)存儲(chǔ)量大的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了二者的優(yōu)點(diǎn)，使變頻器在整個(gè)工作范圍內(nèi)都可以有效抑制低次諧波，得到較好的輸出波形。實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)在于銜接問(wèn)題，需要確保二者間的平滑過(guò)渡以保證混合調(diào)制的適用性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，采用固定角度切換的方法。假定切換時(shí)刻的運(yùn)行頻率為45hz，對(duì)于svpwm，開(kāi)關(guān)頻率為600hz，在參考矢量頻率為45hz時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)參考矢量在360°空間內(nèi)采樣600/45=13.33次，其中必定有一次落入0～28°區(qū)間，僅當(dāng)參考矢量落入這個(gè)區(qū)間內(nèi)時(shí)才由svpwm切換至shepwm。而從shepwm切換至svpwm時(shí)，也僅當(dāng)a相的相位落入某一固定角度區(qū)間時(shí)才切換至svpwm。由于切換位置固定，其現(xiàn)象和行為是可重復(fù)的，在理論分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行微調(diào)，可以得到滿(mǎn)意的結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示，其中上面的為變頻器輸出線電壓，下面的為變頻器輸出相電流。

　　3.3 集成式濾波升壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　高壓大容量變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠應(yīng)用目前更多的受限于半導(dǎo)體器件的制作和組裝工藝。本系統(tǒng)采用高壓三電平npc變頻器中的igct器件耐壓等級(jí)為4.5kv，這樣的結(jié)構(gòu)大輸出線電壓只能為3.3kv。

　　除了輸出升壓至6kv是一個(gè)難題外，由于開(kāi)關(guān)頻率低，系統(tǒng)輸出的電壓、電流波形中存在著大量的諧波成分也是一個(gè)主要問(wèn)題。這些諧波成分引入電機(jī)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的熱效應(yīng)；同時(shí)，pwm波形中較陡的上升（下降）沿帶來(lái)了較大的dv/dt，將直接威脅到電機(jī)絕緣，并通過(guò)線路中的耦合電容產(chǎn)生軸電流和電磁干擾，電壓等級(jí)越高越嚴(yán)重。因此，需要引入濾波裝置加以濾波，常見(jiàn)的如rlc濾波器。

　　如何將3.3kv/1250kw交流變頻調(diào)速系統(tǒng)直接應(yīng)用于6kv輸出的系統(tǒng)，除了有效升壓外，還要盡量平滑輸出電壓波形，減小電壓thd。為此采用了升壓變壓器的原副邊等效漏電感進(jìn)行濾波的新型結(jié)構(gòu)，并通過(guò)在大、小容量樣機(jī)中的試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證此種設(shè)計(jì)方案的有效性。

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