减小高压变频器母线电容：三次谐波注入策略的仿真验证

矿用级联型高压变频器母线电容控制策略是一项针对H桥逆变器级联结构高压变频器设计的关键技术。这类变频器由于其工作在高压环境中，且常常伴随着大功率传输，母线电容作为能量存储设备，其体积通常较大，这不仅增加了设备成本，还可能对系统的稳定性和效率造成影响。为了解决这一问题，研究者提出了一个创新的控制策略，即在基波调制信号中引入三次谐波。 这个策略的基本原理是通过巧妙地调整逆变器的输出，使得母线电容电流的低次谐波部分转化为高次谐波，如三次谐波。在保持总调制比不变的前提下，这样做的效果相当于减少了母线电容的实际需求，从而缩小了电容的尺寸，降低了系统成本。同时，由于低次谐波的减少，母线电压纹波也随之减小，有利于提高电力质量。 论文深入探讨了三次谐波注入量与母线电容电流谐波含量之间的关系，并给出了在不同功率因数条件下的三次谐波最大注入量的数学模型。通过Matlab/Simulink的仿真模拟，作者在具有典型负载特性的0.85功率因数情况下，结果显示采用这种控制策略可以将母线电容容量降低高达24.2%，这显著证明了该策略的有效性和实用性。 该研究不仅提供了理论支持，也为实际应用中的高压变频器设计提供了一种优化方案，特别是在矿用设备中，这可能有助于减轻设备重量、减少能耗，同时提升整个系统的可靠性和运行效率。因此，这项工作对于推动高压变频器技术在工业自动化，特别是矿业自动化的广泛应用具有重要意义。