Vergleichende Analyse der Space Vector Pulsweitenmodulationstechniken von Dreiphasenwechselrichtern zur Minimierung der Common Mode Spannung und/oder Schaltverluste

Inverterbasierte Systeme stehen vor erheblichen Herausforderungen bei der Minderung der Common-Mode-Spannung (CMV) und der Minimierung von Wechselrichterverlusten. Trotz verschiedener vorgeschlagener Techniken der Space Vector Pulsweitenmodulation (SVPWM) zur Lösung dieser Probleme fehlt bisher eine umfassende vergleichende Analyse. Dieses Papier schließt diese Lücke durch eine experimentelle und simulationsbasierte Bewertung von neun SVPWM-Techniken. Eine neue diskontinuierliche SVPWM-Technik, DSVPWM-K4, wird eingeführt, bei der die Verwendung der beiden Nullvektoren in DSVPWM-K3 umgekehrt wird. DSVPWM-K3 bietet in Bezug auf CMV-Reduktion, totale harmonische Verzerrung (THD) und Wechselrichterverluste über alle Modulationsindizes (MI = 1, 0.75, 0.5 und 0.25) eine überlegene Leistung, was es insgesamt am effektivsten macht. Obwohl DSVPWM-K4 ein neuartiger Ansatz ist, rangiert er in der Effektivität an zweiter Stelle. Die RSPWM-Technik erreicht die niedrigste CMV mit einem Null-Peak-to-Peak-Wert, ist jedoch bei niedrigeren Modulationsindizes (0.25 und 0.5) aufgrund höherer harmonischer Verzerrungen bei höheren Modulationsindizes am effektivsten. AZSPWM funktioniert optimal bei höheren Modulationsindizes und bietet eine 66,66%-ige Reduktion der CMV im Vergleich zur kontinuierlichen SVPWM und eine signifikant niedrigere THD im Vergleich zur RSPWM. Im Gegensatz dazu zeigt NSPWM nahezu doppelt so hohe THD im Vergleich zur kontinuierlichen SVPWM.