1概述目前，變頻調速已廣泛應用于包括工業領域在內的許多行業中。在這些調速系統中，利用交-直-交變換結構，可將幅值和頻率固定的三相電壓轉換為電壓可調、頻率可調的三相輸出，去驅動三相異步電機。在該變換過程中，需要采用電力電子開關器件，例如在整流橋和逆變橋中。然而，開關過程往往會導致電機端電壓存在零序分量，即共模電壓，在設計變頻電機時必須加以考慮。

　　首先描述了共模電壓產生的定義，并對不同拓撲變頻器，包括兩電平電壓型變頻器（VoltageSource Inverter，CSI）以及多電平結構產生的共模電壓幅值進行了定量分析和對比。接著，分別對電壓型和電流型變頻器中的共模電壓進行了仿真和比較。除了不同工作點的影響之外，還分析了其它一些實際因素的影響，如系統對地的寄生電容，系統的接地方式向為高壓變頻器。

　　等等。比較后，簡單論述了減小共模電壓的幾種典型方法，并給出了仿真和試驗結果。

　　2共模電壓！CM的描述示出VSI和CSI框圖，圖中整流橋可以是二極管不控整流，也可以是晶閘管整流或電壓/電流型PWM可控整流等結構；電機側逆變橋可以是普通兩電平VSI，CSI及多電平變頻器等不同拓撲結構。為簡單起見，在圖中未畫出輸入和輸出濾波器。

　　圖中Cd直流母線電容Ld電感Rd虛擬電阻*逆變橋輸出三相電壓的公共點系統接地點，所有的變壓器次級繞組通過相等的小電容連接到％省去；而CSI與此剛好相反，Ld="，Cd=0.Rd在實際系統中可以不存在，在此只是為了便于得到直流側的中點電壓u%而設。實際系統中，如果Cd由兩組電容電力電子技術大功率變頻器中的共模電壓及其消除方法衛三民吳斌2，蘇位峰宇文博1整流橋逆變橋電力電子技術并聯后再串聯連接，其中間連接點的電位與此等同。

　　相對于地點，可得直流側中點電壓為：相對于U"%，可由下式計算得到電機中性點電因此，電機中性點對地總共模電壓為：由上式可見，系統總共模電壓Ucm由整流橋和逆變橋共同產生。電機*相對地電壓則為：U*%即為電機相電壓U*）與u　　下節將討論用于交流調速的不同變流器拓撲結構的共模電壓問題。除特別注明外，文中所有參數均以標幺值（pu）形式給出。其中，將相對電機中性點的線電壓有效值取為額定電壓。頻率基值為60Hz，為了清楚顯示共模電壓幅值中的脈動頻率，變頻器的輸出頻率設定為57.7Hz. 3電壓型變頻器的共模電壓本節研宄不同結構電壓型變頻器產生的共模電壓。示出采用二極管不控整流、逆變橋采用SPWM的VSI系統的共模電壓典型波形。可以看出，U）z中包含類似輸出電壓PWM波形，且幅值比uz%大很多。其電壓變化率du/d+由開關器件的開通和關斷時間決定。由于整流橋為二極管不控整流方式，Uz%幅值較小，頻率為基頻的3倍。

　　兩電平VSI驅動系統中的共模電壓示出接地系統中的三電平中點箝位式（NPC）變頻器共模電壓波形。該系統采用了移相PWM方案，每個器件的開關頻率為0.75kHz，而逆變橋的等效開關頻率為1.5kHz.其Uz%和U）z與前述兩電平拓撲的結果相似，只是U）%幅值稍小一些，因為NPC逆變橋的一個電平僅為直流母線電壓的1/2，使得電壓跳變較小。在器件開關速度相同的情況下，du/d+也相應降低。總之，輸出電壓基波相同時，NPC結構的變頻器產生的共模電壓比兩電平VSI的小。

　　（a）逆變橋共模電壓（b）電機共模電壓三電平NPC變頻器驅動系統中的共模電壓示出串聯H橋式七電平變頻器的共模電壓仿真波形Np.需要指出的是，該拓撲結構需要隔離變壓器，因此這里給出的結果未與接地系統中的其他拓撲結構進行比較。盡管該系統中Uz%和U）z的計算公式與超調量很小且動態響應快，穩態運行時轉速無靜差。

　　帶電機負載時，三電平逆變器輸出標準的正弦電流波形，電流諧波含量少，波形畸變小；輸出電壓波形為標準三電平波形，比兩電平更接近正弦，因加了中點平衡控制，輸出波形良好，無中點電位漂移。

　　6結論本文首先分析了三電平逆變器SVPWM調制原理，采用一種改進的控制算法，基于DSP實現了三電平逆變器空間矢量控制。實驗結果證明了理論的正確性。在此基礎上，對永磁同步電機矢量控制原理和實現方法進行了研宄，并研宄了一種基于4組三電平逆變器的12相永磁同步電機矢量控制系統的設計方案。該方案設計容量為10kVA.隨著我國航海事業現代化的要求，綜合電力推進系統的應用已是大勢所趨，多相永磁同步電機調速作為電力推進系統的核心，將會得到深入的研宄。