Применение модуляции SHE-PWM для привода с низкой частотой переключения с исследованием гармоник методом DTFT

В данной работе представлено исследование электропривода, состоящего из асинхронной машины, питаемой частотным инвертором NPC (neutral point clamped, с зафиксированной нейтралью), с распространением на топологии ANPC (active neutral point clamped, активная фиксация нейтрали), и IGBT, управляемых законом формирования SHE-PWM (selective harmonic elimination pulse width modulation, селективное устранение гармоник методом широтно-импульсной модуляции). Работа также рассматривает вопрос числа событий dv/dt, воспроизводимых за основной период сигнала, которое связано с частотой коммутации полупроводников. Эти события dv/dt вызывают деградацию электродвигателей, и их снижение способствует минимизации проблем с обмотками, изоляцией и износом подшипников. Представлен шаблон SHE-PWM с очень низкой частотой коммутации; в работе приведены результаты моделирования и экспериментов, демонстрирующие подавление 5-й и 7-й гармоник во всем диапазоне коэффициента модуляции напряжения привода. Эти гармоники обладают большой амплитудой и низкой частотой, вызывают значительные потери в приводе и могут быть уменьшены за счёт модуляции с коммутацией полупроводников на эквивалентной частоте 360 Гц, что обеспечивает высокое качество и симметрию форм напряжения и тока. SHE-PWM сравнивали с POD-PWM при той же частоте коммутации методом моделирования, а спектр гармоник исследовали с помощью DTFT (Discrete Time Fourier Transform, дискретное временное преобразование Фурье).