文章编号：0253-374X(2012)07-DOI:3969/j.issn.0253-374x.2012.07.000随机脉冲位置空间矢量脉宽调制的谐波分析陈国强1,2，吴志红1,3，朱元3（1.同济大学汽车学院，上海201804;2.河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作454003;3.同济大学中德学院，上海200092）摘要：随机脉冲位置空间矢量脉宽调制(RPPPWM)打破了传统脉宽调制的对称性，可以减小输出电压和电流脉冲频谱的集簇效应,针对此，在感性主导的三角形负载假设下分析了电流纹波的表达式,以均方值为依据推导了RPPPWM策略下微观(开关周期)和宏观(基波周期)上谐波畸变率(HDF)的理论表达式,其包含3个随机变量的复杂随机函数，数字特征的求解十分困难,因此采用蒙特卡洛方法进行求解，给出了过程并编程计算。以数值解的形式得到了HDF的数字特征函数及HDF最大值和最小值时3个随机变量的取值。从HDF的角度分析了RPPPWM与其他常见的PWM策略间本质的联系与区别，为RPPPWM的应用和进一步研究提供了定性和定量评价的理论依据。关键词：随机脉冲位置；随机脉宽调制(RPWM)；谐波畸变率(HDF)；蒙特卡洛方法中图分类号：TM464文献标志码：AHarmonicAnalysisofRandomPulsePositionSpaceVectorPWMCHENGuoqiang1,2,WUZhihong1,3,ZHUYuan3,(1.CollegeofAutomotiveStudies,TongjiUniversity,Shanghai201084,China;2.SchoolofMechanicalandPowerEngineering,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454003,China;3.Chinese-GermanSchoolforPostgraduateStudies,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)ABSTRACT:Randompulsepositionspacevectorpulsewidthmodulation(RPPPWM)canreducetheclustereffectoftheoutputvoltageandcurrentpulsespectrumbecauseRPPPWMdestroysthesymmetrycharacteristicofthetraditionalpulsewidthmodulation.Themathematicformulasfortheripplecurrentareanalyzedbasedontheprominentinductanceloadwiththedeltaconnection.Basedonthemeansquarerootvalue,theharmonicdistortionfactor(HDF)formulaswerededucedthroughtheripplecurrentonthemicroscopiclevel(switchingperiod)andmacroscopiclevel(fundamentalperiod).ThetheoreticalformulasofHDFarerandomfunctionswiththreerandomvariables,andthenumericalcharacteristicsaredifficulttoget.ThereforeMonteCarlomethodwasutilized,andtheprocesswasgiven.Throughprogrammingsomenumericalcharacteristicswerepresented,suchasthecharacteristicfunction,valuesofthethreerandomvariableswherethemacroHDFreachedthelimitedvalues.TherelationshipsbetweenRPPPWMandtheotherPWMstrategieswereanalyzedontheaspectofHDF.ThepaperprovidesthequalitativeandquantitativeassessmentonRPPPWM,andthefoundationforapplicationandfurtherresearch.Keywords：randompulseposition;randompulse-widthmodulation(RPWM);harmonicdistortionfactor(HDF);MonteCarlosimulation脉宽调制(pulse-widthmodulation,PWM)集调压、调频于一身，已经成为电能转化的主要技术[1]。其中，两电平三相空间电压矢量调制(spacevectorPWM,SVPWM)具有结构简单、实现方便等优点，在电机控制中获得了广泛应用[2-3]。SVPWM分为确定性PWM和随机PWM(randomPWM,RPWM)。由于RPWM的频谱平铺收稿日期：2011-05-11第一作者:陈国强(1978-)，男，副教授，工学博士，主要研究方向为汽车电子、电动汽车控制.E-mail:888ok@tongji.edu.cn通讯作者：吴志红(1961-)，男，教授，博士生导师，工学博士，主要研究方向为汽车电子、电动汽车控制.E-mail:zhihong.wu@tongji.edu.cn1扩展特性可以降低确定性PWM由于离散的集簇频谱带来的机械振动、声频噪声、电磁辐射等问题，从它诞生[4]之日就引起广泛关注。RPWM可分为4大类：随机开关频率PWM(randomswitchingfrequencyPWM,[5-6]PWM(randompulsepositionPWM,RPPPWM)[7-8]、随机RSPWM)、随机脉冲位置也可称之为随机脉冲定位零矢量分配PWM(randomzero-vectordistribution[9-10]和混合随机PWM(hybridrandomPWM,PWM,RZDPWM)[11-12]。RSFPWM扩展频谱的效果最为明显，此方面的文献很多。R...