SHE-PWM в режиме овермодуляции для трехуровневого инвертора NPC

Хорошо известный метод модуляции ширины импульса с выборочным устранением гармоник (Selective Harmonic Elimination, SHE-PWM) широко применяется в приводах среднего напряжения благодаря своей симметрии и возможности контролировать низкоуровневые гармоники, влияющие на выходной крутящий момент, даже при низкой частоте коммутации. Однако полное устранение гармоник ограничивает максимальное доступное выходное напряжение, что является критической проблемой для применений, где уровень напряжения постоянного тока (dc-шины) непосредственно влияет на стоимость системы. В статье предлагается метод, расширяющий карты SHE-PWM за счёт вычисления углов коммутации для более высоких коэффициентов модуляции при сохранении контроля уровней низкоуровневых гармоник и общего гармонического искажения (THD). Предлагаемый метод заключается в модификации нелинейных уравнений путём добавления члена, ослабляющего правило полного устранения гармоник, что позволяет задать допустимый уровень для каждой низкоуровневой гармоники и повысить амплитуду основной гармоники выходного напряжения. Полученные результаты сопоставлены с классическим методом модуляции вектором состояния (Space Vector PWM, SV-PWM), который обеспечивает более высокое выходное напряжение, но без контроля низкоуровневых гармоник. Показано, что предложенный метод способен обеспечить более чем на 2% большее выходное напряжение при сохранении низкоуровневых гармоник меньшими, чем при применении SV-PWM. Для верификации практической выгоды предложенного метода представлены результаты экспериментов на цифровом сигнальном процессоре (DSP).