三相并网逆变器传导电磁干扰的研究

随着高频率开关管大量应用于生产生活中，如IGBT,MOSFET等，这些元器件大大改善了各种变换器响应性能的同时，也产生了非常强大的电磁干扰，这些干扰是由于器件的高动作频率引起了很大的dv/dt和di/dt形成的。这些干扰的频率分布很广，严重影响着逆变器输出性能和各项指标。本文主要内容就是关于三相光伏逆变器传导EMI的研究，主要进行了三个方面的工作：对三相并网逆变器传导干扰进行了深入分析并完成了对共模电流建模，基于LCL滤波器滤除电磁干扰的研究及其仿真验证，利用随机调制技术对逆变器输出谐波频谱进行改善。本文首先阐述了三相逆变器中各个无源元件的高频模型和高频特性，给出了一些基本的措施对它们的寄生参数进行改进的同时给出了一些器件的估算表达式，随后分析了三相逆变器中差模电流干扰和共模电流干扰的原因，并借助BUCK电路的分析推导出了单相逆变器的共模电流的等效电路模型，最后将单相情况引申到三相电路中，通过仿真实验验证了其存在性和随寄生参数变化的规律。无源EMI滤波器结构简单，实惠并且应用广泛，并且基本能够很好的衰减逆变电路输出的传导干扰，因此本文做了相关建模研究，对三相逆变器输出LCL滤波器给出了设计，并通过仿真验证了LCL滤波器衰减谐波的能力，并以此推断LCL滤波器能够很好的抑制传导电磁干扰。分析了三相并网逆变器常用控制策略，研究表明逆变器输出由于谐波的不规律性，特定次谐波有很高的幅值，这些谐波频谱分布很广，很难通过定带宽的无源EMI滤波器进行衰减完全，基于此原因，本文通过研究分析SPWM控制策略的抑制共模干扰的同时，利用随机数对SPWM控制策略进行改进，提出一种改良的随机SPWM控制方法，通过仿真结果分析验证得出其在满足并网诸多要求的情况下，能够很好的平滑输出谐波的功率谱，达到抑制传导电磁干扰及辐射电磁干扰的目的。