死区补偿总结

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三相逆变器死区补偿

三相逆变器死区补偿

三相逆变器死区补偿一、引言在电力系统中,逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备之一。

而三相逆变器是一种常见的逆变器类型,广泛应用于太阳能发电、风能发电等领域。

然而,由于逆变器本身的特性,会存在一个称为死区的问题。

本文将对三相逆变器死区补偿进行深入探讨。

二、三相逆变器死区问题的原因三相逆变器在将直流电转换为交流电时,需要通过开关器件来控制电流的流向。

然而,由于开关器件的切换速度有限,会导致在切换过程中,同时打开或关闭的两个开关器件存在一个时间上的间隔,即死区。

这个死区会导致电流在切换过程中断,使得逆变器输出的交流电存在失真现象。

三、三相逆变器死区补偿的方法为了解决三相逆变器死区问题,研究者们提出了多种补偿方法,下面将介绍其中的几种常见方法。

3.1 死区补偿电路死区补偿电路是一种常见的补偿方法,它通过在开关器件的控制电路中添加补偿电路,来消除死区带来的影响。

补偿电路可以根据死区时间的大小和开关器件的特性进行设计,使得在切换过程中电流能够平滑地流过。

3.2 死区补偿算法除了通过电路来进行死区补偿外,还可以通过算法来实现死区补偿。

死区补偿算法可以根据逆变器输出的电流波形,计算出合适的补偿信号,从而消除死区带来的失真。

3.3 死区时间的选择死区时间的选择也是一项重要的工作。

过小的死区时间可能导致开关器件的损坏,而过大的死区时间则会导致输出电流的失真。

因此,需要根据具体的应用场景和开关器件的特性来选择合适的死区时间。

3.4 死区补偿的效果评估在进行死区补偿时,需要对补偿效果进行评估。

评估的方法可以包括输出波形的失真程度、电流的谐波含量等指标。

通过评估补偿效果,可以进一步优化补偿方法和参数的选择。

四、三相逆变器死区补偿的应用场景三相逆变器死区补偿技术在各种领域都有广泛的应用。

以下列举了几个常见的应用场景:1.太阳能发电系统:太阳能发电系统中的逆变器需要将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。

死区补偿可以提高逆变器的转换效率,减少输出波形的失真,从而提高太阳能发电系统的整体性能。

逆变器 过零 死区补偿-概述说明以及解释

逆变器 过零 死区补偿-概述说明以及解释

逆变器过零死区补偿-概述说明以及解释1.引言1.1 概述逆变器是一种电力电子装置,用于将直流电能转换为交流电能。

它在各种应用场合中都扮演着重要的角色,如可再生能源发电系统、电动汽车和UPS电源系统等。

逆变器的工作原理是通过控制开关器件的通断,改变电流的方向和大小,从而实现直流到交流的转换。

然而,在逆变器的工作过程中,存在一个重要的问题,即过零区间的处理。

在交流电源中,电流和电压随时间变化呈正弦波形,当电流和电压通过零点时,需要及时切换开关器件的通断状态。

如果在切换过程中出现误差,将导致电流和电压的畸变,甚至会影响到逆变器的整体性能和效率。

为解决这一问题,逆变器中引入了过零检测技术和死区补偿技术。

过零检测技术用于准确检测电流和电压通过零点的时刻,以便实现开关器件的合理切换。

而死区补偿技术则是为了解决开关器件切换过程中的误差问题,通过控制延迟时间来避免同一通断周期内的误触发。

逆变器过零死区补偿的重要性不言而喻。

它不仅直接影响到逆变器的工作稳定性和输出电流电压的质量,还关系到整个系统的效能和可靠性。

因此,在逆变器设计和控制算法的研究中,逆变器过零死区补偿技术一直是一个重要的研究方向。

未来的发展方向也是值得关注的。

随着科学技术的不断进步,逆变器过零死区补偿技术将会更加精细化和智能化。

通过引入先进的控制策略和算法,可以进一步提高逆变器的性能和效率,同时减少系统的损耗和能量浪费。

此外,结合可再生能源和能量存储技术的发展,逆变器的应用范围也将不断扩大,对逆变器过零死区补偿技术的要求也将更为严格。

总之,逆变器过零死区补偿技术在逆变器设计中具有重要意义。

不断提升其准确性和稳定性,将有助于推动逆变器领域的发展,同时也为实现清洁能源的应用和能源转换提供了有力的支持。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构是指整篇文章的组织架构和各部分的内容安排。

本文将按照以下结构进行阐述:引言、正文和结论三个部分。

逆变器 过零 死区补偿

逆变器 过零 死区补偿

逆变器过零死区补偿全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:逆变器是一种电子器件,能够将直流电转换为交流电。

在逆变器中,过零是一个重要概念,而死区补偿则是一种常见的技术手段。

本文将对逆变器、过零和死区补偿进行详细介绍。

一、逆变器逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子装置,它可以将直流电源转换为交流电源,以实现在交流负载上的供电。

逆变器的应用十分广泛,常见于太阳能发电系统、风能发电系统、电动汽车等领域。

逆变器的工作原理是通过将直流电源转换成包含多个不同频率的交流电源,这样可以满足不同负载的需求。

逆变器一般由开关元件、控制电路和输出滤波电路组成。

开关元件可以是晶闸管、二极管、场效应管等,控制电路负责控制开关元件的开关时间,输出滤波电路用于过滤输出电压的谐波。

二、过零在交流电波形中,过零指的是电压或电流的数值等于零的瞬间。

过零是一个重要的概念,因为在逆变器中,为了确保电路的正常工作,需要在逆变器输出波形的每个周期的开始和结束点都保证是零电压状态。

这样可以避免电路在开关时产生过大的峰值电流,从而保护电路元件不被过载。

为了实现过零,通常需要在控制逆变器的开关元件时,对电压或电流信号进行检测,当信号经过零点时,及时进行切换,以确保输出波形的平稳过渡。

通过精确的过零控制,可以有效地降低逆变器的谐波失真,提高输出波形的质量。

三、死区补偿在逆变器的控制过程中,死区是一个常见的难题。

死区指的是开关元件在切换时存在一段时间的延迟,这段延迟时间内开关元件同时导通或者同时关断,会导致电路出现短路或断路的情况。

这种现象会导致输出波形的失真,降低逆变器的效率和稳定性。

为了解决死区带来的影响,通常采用死区补偿技术。

死区补偿通过在控制电路中引入一个补偿信号,可以在开关元件切换时适当提前或延迟一定时间,从而避免开关元件同时导通或关断的情况发生。

这样可以有效地消除死区对输出波形的影响,保证逆变器的正常工作。

在现代逆变器设计中,通常会结合过零和死区补偿技术,以提高逆变器的性能和可靠性。

永磁同步电机逆变器死区补偿技术

永磁同步电机逆变器死区补偿技术

永磁同步电机逆变器死区补偿技术现今工业伺服驱动中多采用驱动永磁同步电动机(PMSM)的交流伺服系统,其交流驱动单元使用三相全桥电压型逆变器。

PWM调制的变频控制技术实现了对交流电机动态转矩的实时控制,大大提高了伺服系统的控制性能。

然而,对于PWM逆变器,在驱动功率管的开关信号中插入延时时间以防止直流母线直接短路,延时时间的引入将导致死区时间效应,引起逆变器输出波形的畸变和基波电压的降落,影响了伺服系统性能的进一步提高。

为补偿Td引起的电压波动,研究人员提出了各种补偿方法,大致可划分为三类。

最普遍的方法是在电流极性相同的区间内,根据缺少的脉冲列相应加上极性相反的脉冲列,以抵消其影响。

由于三相电流必有一相与另两相极性相反,一种简单的方法是对极性相反的相实行二倍的电压过补偿,使三相电压死区影响相互抵消,线电压波形为正弦形。

详细分析了死区产生的原因和影响,并根据模拟调制和数字调制分别给出了死区的硬件电路补偿方法。

文献[3]根据全桥电路的开关状态,提出了一种带死区补偿的逆变器数学模型,该模型的特点是由简单的滞环结构组成,根据此模型可由一计算公式实现死区补偿。

第二类方法是根据无效器件原理实现死区补偿的。

在任意时刻,逆变器每一桥臂两个功率器件中只有一个是有效的。

当上桥臂器件关断时,不论下桥臂器件是否导通,输出电压都是直流母线的负端电压,此时称下桥臂器件是“无效”的。

死区补偿的办法是,维持有效器件的驱动信号不变,改变无效器件的驱动信号使之满足设置死区的要求。

既然“无效”器件的通、断并不影响输出电压状态,那么也就不需要驱动信号了,只给有效器件发出驱动信号就可以了,这样也就不需要加入死区,也就没有什么死区补偿的问题了。

但该方法在电流过零点处会由于误差导致畸变,因此使用这个方法时要注意电流过零区域的处理。

一些学者进一步提出了改进方法。

在电流过零点加一滞环,在滞环时间内使用正常的开关死区保护,可减小畸变。

由于电流采样中的干扰和电流变化的复杂性,文献[5]在电流过零点附近的区域应给出两路驱动信号并加入死区及死区补偿。

变频系统死区效应分析及补偿

变频系统死区效应分析及补偿

第六章变频系统死区效应分析及补偿6.1 死区效应原理在理想情况下,每个桥臂的上下两个开关器件严格轮流导通和关断。

但实际情况是,每个器件的通、断都需要一定的时间,尤其是关断时间比导通时间更长。

在关断过程中,如果截止的器件立即导通,必然引起桥臂短路。

为了防止这种情况发生,必须在驱动信号中引入一段死区时间T d。

在此时间内,桥臂上下开关器件都没有触发信号,该桥臂的工作状态将取决于两个续流二极管和该相电流的方向。

死区时间的引入使得逆变器主电路不能精确再现由PWM发生器所产生的理想PWM波形,影响了PWM方案的应用效果,这些影响统称为死区效应。

死区效应是影响逆变器电压和电流输出的重要非线性因素,会使得低速轻载时的电压及电流发生严重畸变,引起转矩脉动和谐波。

死区时间的设置方式有两种:(1)单边不对称设置欲关断的功率管与理想波形同时关断,欲开通的功率管延迟T d后开通。

(2)双边对称设置欲关断的功率管比理想波形提前T d/2关断,欲开通的功率管比理想波形延迟T d/2开通。

利用逆变器中一个桥臂来说明死区效应的产生,规定电流从逆变器流向电机为参考方向的正方向,电流从电机流向逆变器时电流为负。

当电机电流为正时,在死区时间内,上下桥臂两个功率管均不导通,由于电机为一感性负载,因此电流不会突变,那么电机电流就通过和下桥臂反并联的续流二极管续流,如果忽略续流二极管的管压降,则输出电压被钳位在-U d/2(U d位直流电源电压);反之,当电机电流为负时,电机电流则通过和上桥臂反并联的续流二极管续流,如果忽略续流二极管的管压降,输出电压被钳位在+ U d/2。

这样,实际输出电压U与理想输出电压U*之间就存在着误差电压△U=U-U*。

这个误差电压脉冲的极性与输出电流的极性相反,当电流大于零时△U= -U d,当电流小于零时△U= U d,其宽度等于死区时间。

而且随着载波频率的提高,误差电压脉冲出现的次数也随之提高,虽然死区时间很短,单个误差电压脉冲不足以影响系统的性能,但持续考虑半个周期的情况便可得知,其累计效应足以使定子电压波形畸变。

算法说明_死区补偿

算法说明_死区补偿

两电平变频器死区补偿:设死区时间为Td ,PWM 周期为Tp ,直流电压为Vdc ,IGBT/反并联二极管压降为Vb ,则由死区时间和管压降导致的实际输出电压偏移量为:△Vdb = Vb + Vdc*Td/Tp 。

以A 相为例,当电流i A 为正(以电流流出至电机的方向为正,下同)时,实际输出电压偏低,应补偿电压△Va =+△Vdb ;当i 为负时,实际输出电压偏高,应补偿电压△Va =-△Vdb 。

三相电压的补偿量可依此方法分别计算得到。

(注:图中红色部分表示在死区时间内的实际电流路径,下同。

)综合三相的补偿电压,分别记为△Va 、△Vb 、△Vc ,则可分别经由3S/2S 及2S/3S 的静止变换进行三相补偿量的计算,过程如下:()()⎪⎩⎪⎨⎧∆-∆=∆∆-∆-∆⨯=∆32c b c b a V V V V V V V βα ()()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∆-∆-∆⨯=⨯∆-∆-='∆∆-∆-∆⨯=⨯∆+∆-='∆∆-∆-∆⨯=∆='∆223322332b a c c c a b b c b a a V V V V V V V V V V V V V V V V V βαβαα 则补偿完之后的三相实际输出电压分别为:()()()⎪⎩⎪⎨⎧∆+∆+∆-='∆+∆-='∆+∆+∆-='∆+∆-='∆+∆+∆-='∆+∆-='3c b a c c c c cc b a b b b b b c b a a a a a a V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V可以看出,虽然每相电压有变化,但对输出线电压没有影响,补偿方法正确。

问题:在原脉冲宽度低于最小脉宽或大于最大脉宽时,上述补偿方式会存在误差。

死区补偿总结

死区补偿总结

死区补偿技术清华大学电机系 缪学进1 引言微处理和电力电子技术的迅速发展,极大地促进了PWM技术的发展和应用,各种PWM 交流传动技术在工农业生产、国防和日常生活中得到了广泛的应用。

我们知道,任何固态的电子开关器件都具有一定的固有开通和关断时间。

对于确定的开关器件,固有开通和关断时间内输出信号是不可控制的。

三相桥式逆变器系统中,同一桥臂上的两个开关器件工作于互补状态。

由于一般开关器件的开通时间小于关断时间,因此,如果将互补的控制信号加到同一桥臂上两个开关器件的控制极上,那么这两个开关器件将会发生“直通”,其后果非常严重。

所以目前的逆变器系统广泛采用时间延迟的控制技术即将理想的PWM控制信号上升沿或下降沿延迟一段时间,在这段时间内输出信号是不可控的,这就是死区时间[1]。

死区的存在使逆变器不能完全精确复现控制信号的波形,输出电压产生幅值和相位的误差。

由于死区的作用,每一个调制周期内引起的微小畸变经积累后,必然会使逆变器的输出电流波形产生畸变,它不但会降低基波幅值,而且会产生低次谐波,直接影响电动机在低速下的运行性能。

过去为了消除死区的影响,通常采用硬件和软件相结合的解决方案,但硬件补偿方法存在着检测精度差、滞后以及实现困难等问题。

微处理器在电机控制中的应用使死区补偿变得容易,尤其是TI公司的专为电机控制设计的2000系列处理器(如TMS320F240、TMS320LF2407、TMS320F2812等)在芯片内部集成了专门的硬件电路进行死区补偿,减少了电压误差,可以获得满意的效果。

2 死区效应分析三相电压型逆变器的基本构成如图 1 所示,与电流型逆变器相比,电压型逆变器可以提高逆变器的开关频率,有利于快速控制和抑制逆变器噪声,并且输出阻抗小,适合于交流电机调速控制。

为了防止逆变器区桥臂的上下功率开关发生直通,在上下功率开关改变状态时必须插入死区时间,即先将已开通的功率管关断,插入一定的死区延时,再开通另一个处于关断状态的功率管。

通用变频器中的死区补偿策略分析

通用变频器中的死区补偿策略分析

是 引起转 矩 脉动 的直 接 因素 。另一个 比较严 重 的问题 是, P M 变器供 电 由 W 逆 的感应 电机 在一 定 的频率 范 围内 有发 生振 荡的 可 能性 。而死 区的影 响, 将使
系统 发 生振荡 的频 率 范 围增大 , 载 时可能 使 系统无 法工 作 。实验 系统在 验 轻
结 语
差, 这种 偏差 影响 了系统 对 电机 定 子 电压 的精确 控制 , 并使 电机 定子 电压 的谐 波含量 增加 , 幅值相 位与 目标值 偏 离, 给系 统的 正常运 行带 来不利 影 响。在 以
应用技术
●I
通 用变频器 中 的死 区补偿策略 分析
董传君
(. 州钢 铁集 团动 力公 司 杭 州 1杭
黎 文 君
杭 卅 30 0 ) 【 10 7
3 0 2 : 2杭 卅新天 地集 团有 限公 司 102 . I
[ 摘 要] 细分 析 了死 区产 生 的机理 和死 区对 变频 调速 系统 的影 响 详 并得 出根 据负 载 电流的 极性对 死 区进 行补偿 的方 法, 即由负 载 电流 的极 性确 定补偿 电 压 的极性 , 再对 P M指令 电压脉 冲 宽度进 行 相应 的补 偿 。 W [ 关键 词] 通用 变频 器 死 区产生 死 区补 偿 补 偿策 略 中图分 类号 :N 7 T 7 文献 标识码 : A 文章 编号 :09 94 (00 3— 33 O 10 — 1X 2 1)6 00 1
两种 , 一种 是交 一交 结构 ( 直接 变频 ) 另 ~种是 交一 直一 交 结构形 式 ( , 间接变 频) 。交 一交变 频器 可将工 频交 流直 接变 换成频 率 、电压可 控 制的交 流, 而交
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死区补偿技术清华大学电机系 缪学进1 引言微处理和电力电子技术的迅速发展,极大地促进了PWM技术的发展和应用,各种PWM 交流传动技术在工农业生产、国防和日常生活中得到了广泛的应用。

我们知道,任何固态的电子开关器件都具有一定的固有开通和关断时间。

对于确定的开关器件,固有开通和关断时间内输出信号是不可控制的。

三相桥式逆变器系统中,同一桥臂上的两个开关器件工作于互补状态。

由于一般开关器件的开通时间小于关断时间,因此,如果将互补的控制信号加到同一桥臂上两个开关器件的控制极上,那么这两个开关器件将会发生“直通”,其后果非常严重。

所以目前的逆变器系统广泛采用时间延迟的控制技术即将理想的PWM控制信号上升沿或下降沿延迟一段时间,在这段时间内输出信号是不可控的,这就是死区时间[1]。

死区的存在使逆变器不能完全精确复现控制信号的波形,输出电压产生幅值和相位的误差。

由于死区的作用,每一个调制周期内引起的微小畸变经积累后,必然会使逆变器的输出电流波形产生畸变,它不但会降低基波幅值,而且会产生低次谐波,直接影响电动机在低速下的运行性能。

过去为了消除死区的影响,通常采用硬件和软件相结合的解决方案,但硬件补偿方法存在着检测精度差、滞后以及实现困难等问题。

微处理器在电机控制中的应用使死区补偿变得容易,尤其是TI公司的专为电机控制设计的2000系列处理器(如TMS320F240、TMS320LF2407、TMS320F2812等)在芯片内部集成了专门的硬件电路进行死区补偿,减少了电压误差,可以获得满意的效果。

2 死区效应分析三相电压型逆变器的基本构成如图 1 所示,与电流型逆变器相比,电压型逆变器可以提高逆变器的开关频率,有利于快速控制和抑制逆变器噪声,并且输出阻抗小,适合于交流电机调速控制。

为了防止逆变器区桥臂的上下功率开关发生直通,在上下功率开关改变状态时必须插入死区时间,即先将已开通的功率管关断,插入一定的死区延时,再开通另一个处于关断状态的功率管。

图1 三相电压型逆变器下面以图1 中A 相桥臂为例,分析了死区引起的电压误差。

(1) 电流Ia > 0 时(a) 下开关T2 关断,上开关T1 导通:死区时间Td 内,电流继续流过下方的二极管D2 ,经过导通时间Ton的延迟,电流开始流过上开关T1 ,结果导致在Td + Ton时间内输出电压出现偏差。

(b) 上开关T1 关断,下开关T2 导通:经过Toff的时间延时,流过上开关T1 的电流开始流过下方二极管D2 ,结果在Toff 区间内逆变器的输出电流和参考电压之间出现偏差。

(2) 电流Ia < 0 时(a) 下开关T2 关断,上开关T1 导通:经过关断时间Toff 延时,流过下开关T2 的电流开始流向上二极管D1 ,结果在Toff区间内,逆变器输出电压和参考电压间出现偏差。

(b) 上开关T1 关断,下开关T2 导通:在死区时间Td 内,电流继续流过上二极管D1 ,经过导通时间Ton的延时后,电流开始流过下开关T2 ,其结果是逆变器在Td + Ton区间内出现输出电压偏差。

图2所示为一个调制周期内,不同的相电流极性情况下所对应的触发脉冲。

通常载波频率为10kHz ,即调制周期为100μs ,死区时间一般设定为3~5μs ,而IGBT 的导通和关断延时通常不超过1μs ,故可忽略。

图2 (b) 就是忽略了导通和关断延时。

由图3 不难看出,当电机低速运行时, TX (无死区的触发脉冲宽度) 较小,那么死区时间Td 与之相对较大,死区效应更为明显,即相电流畸变和转矩脉动更加显著[2]。

图2 逆变器的触发脉冲和输出电压死区补偿的两个关键问题是:补偿电压或补偿时间的确定和所补偿相电流极性的判断。

图 2 的这种处理方法是忽略了功率管的开关时间和开关器件的导通压降,但在要求比较高的场合这些因素是要予以考虑的。

通用型三相桥式电路一个开关周期中A 相脉冲电压波形如图3所示,实线代表实际获得的电压波型,虚线代表理想情况下的相电压波形。

图3 A 相脉冲电压波形图中*g V ——上管VT1的参考驱动脉冲 s t ——死区时间g V ——实际获得的驱动脉冲, ——开关器件的等效关断和等效开通延迟时间 'off t 'on t,——开关器件和并联二极管的导通压降 a V d V首先考虑当电流流向负载时,即Ia > 0的情况。

若在一个开关周期s T 中,考虑相电压的伏秒面积,则理想情况下的面积为t s V DT V =dc )d (1) 实际获得的伏秒面积为:()()(t s dc s s s V DT M V V T DT M V =−−−−+ (2) 式中s T ——开关周期 ——占空比 ——直流侧电压 D dc V 根据参考电压和补偿后电压伏秒面积相同的原则,其误差电压的伏秒面积为: ()(t dc s s s s V MV DT M V T DT M V Δ=+−+−+)d (3) 相应的误差时间为:()()dc s s s s ddc d s MV DT M V T DT M V t V V V +−+−+Δ=+− (4)为简化表达式,忽略较小的二阶项,可得简化的误差时间为:(1)s de s dc DV D V t M T V +−=+ (5)式中''d on off M t t t =+−同样,当Ia < 0时,可得简化的误差时间为:(1)d se s dc DV D V t M T V +−=+(6) 由式(5)和式(6)可知,t Δ与,,,,dc V d t 'off t 'on t s V ,及输出的等有关。

一般情况下,设定的保持不变,由于与电网电压有关,可视为不变。

但是,,,d V D d t dc V 'off t 'on t s V 和则将随温度和工作电流的变化而变化d V [3]。

所补偿相的电流极性的确定也有多种方法,最简单的方法就是用电流传感器进行检测。

但往往还要对采集的信号进行滤波或滞环比较等处理,这会造成电流信号相位的滞后,尤其是在轻载小电流的情况下,误差会更大。

还有文献提出一种对相电流方向的预测方法[2]。

实际上相电流正负半周的持续时间远大于调制周期,即可认为在一个调制周期内相电流的方向不变。

而且,一般异步电动机额定的功率因数大约为0. 8~0. 92 ,其功率因数角较小,故可认为相电流的方向是跟踪参考相电压的方向。

基于这种思想,把复平面分为六个扇区(注意:此扇区不同于一般的空间矢量扇区) 如图4 所示。

通过判断参考空间电压矢量(,)在哪一扇区,从而预测相电流的方向。

利用式(7) 可以确定所在的扇区。

*U *q U *d U *U **(/q d arctg U U θ=) (7)图4 相电流的方向判定文献[4]介绍了一种根据死区电压矢量和定子电流矢量的关系得到重构电流矢量来补偿定子电压矢量的方法。

设定子A 、B 两相电流为:m m I sin()2I sin(3A B i t i t ωφπωφ=+⎧⎪⎨=+−⎪⎩ (8)转化到dq 坐标系下得到:m m 3I cos()2sin()sin()]323I sin()2cos()cos()]32d A B q A B i t i t i i t i t i φπωωφπωω⎧=−−+=⎪⎪⎨⎪=−−+=⎪⎩ (9) 式中arctan qd i i φ=,则t θωφ=+(10) 上式中,t ω可由控制器中的角度积分得到,因此可求得θ,然后根据死区电压矢量和定子电流矢量的关系得到死区电压矢量,就能实现相应的定子电压补偿。

3 死区补偿方法3.1 电流反馈型电流反馈型死区补偿法,通过检测变频器的三相输出电流的极性来确定补偿电压,该法由于受死区时间及电流幅值和频率的影响,电流过零点一般存在一定程度的模糊性,因而电流极性的检测精度收到一定的影响,同时必要的电流滤波环节也加剧了对电流极性实时检测的难度,尤其用软件实现时,严重的检测滞后会破坏对死区时间的正确补偿[5]。

3.2 电压反馈型电压反馈型死区补偿法,是将各相的PWM输出检测出来,同给定的PWM 波进行比较,得到实际偏差电压,然后将偏差电压同给定的PWM波叠加,得到新的给定。

这种方法同样具有补偿的滞后性,每次比较结果必须在下一个开关周期才能得到校正,同时存在输出的PWM 高精度检测问题,实现起来较复杂[5]。

3.3 脉冲死区补偿法相电流大于零时,由于死区时间引起的死区效应使实际脉冲上升沿滞后理想脉冲上升沿t d时间,采用PBDTC 死区补偿法,在超前理想脉冲上升沿t d时间,加入PBDTC 死区补偿后的实际脉冲上升沿。

当把PBDTC 死区补偿后的脉冲加到开关器件的控制极上,计及逆变器死区时间后,校正后的脉冲与理想脉冲一致(见图5) 。

相电流小于零时,由于死区时间引起的死区效应使实际脉冲下降沿滞后理想脉冲下降沿t d时间,采用PBDTC 死区补偿法,是在超前理想脉冲下降沿t d 时间,加入PBDTC 死区补偿后的实际脉冲下降沿。

当把PBDTC 死区补偿后的脉冲加到开关器件的控制极上,计及逆变器死区时间后,校正后的脉冲与理想脉冲一致(见图6)。

图5 相电流大于零时PBDTC 法校正原理 图6 相电流小于零时PBDTC 法校正原理这种方法补偿效果良好,与系统运行频率、载波频率、负载无关,只需检测相电流的极性,以软件实现为主,实现简单,系统成本增加不多[5]。

其在TI2000系列处理器上的实现方法可以描述如下:图7示出死区补偿方法的原理图。

补偿后的逆变器输出PWM波的理想波形Ua’,然后根据系统主电路图和死区效应得作用原理进行反推,从而得到死区补偿后逆变器A相功率管输出的理想PWM波形Wa’和带死区的PWM波形Wad’。

只要根据图7所示补偿后逆变器输出的带死区的PWM波形及电流极性来修正CMPRX的值,即可获得理想的PWM输出信号,从而起到消除死去效应得作用。

图7 死区补偿原理图图中 Wa ——逆变器A相功率管VG1输出的理想PWM波形Wad——带死区的PWM波形Ua ——考虑死区影响的A相实际输出相电压波形图7所示通过比较补偿前、后逆变器输出的带死区的PWM波形Wad和Wad’可以看出,当Ia > 0 时,补偿后逆变器输出的PWM波占空比要比补偿前的大,而且只需修正PWM前沿;当Ia < 0 时,补偿后逆变器输出的PWM波占空比要比补偿前的小,而且只需修正PWM后沿。

对此,通过利用DSP通用定时器允许周期中断修改PWM波的后沿,允许下溢出中断修改PWM波的前沿,从而实现死区效应的软件补偿[6]。

但这种补偿方法的主要问题跟电流反馈型一样,就是相电流极性的判断。

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