变频系统死区效应分析及补偿

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PWM电压型变频器死区效应理论分析和补偿策略及仿真

PWM电压型变频器死区效应理论分析和补偿策略及仿真

PWM电压型变频器死区效应理论分析和补偿策略及仿真一、本文概述Overview of this article随着电力电子技术的快速发展,PWM(脉冲宽度调制)电压型变频器在工业控制领域的应用越来越广泛。

然而,在实际应用中,PWM电压型变频器常常面临死区效应的问题,这不仅影响了变频器的控制精度,还可能引发系统的不稳定。

因此,对PWM电压型变频器的死区效应进行深入的理论分析,并探索有效的补偿策略,对于提高变频器的性能具有重要的理论价值和实际应用意义。

With the rapid development of power electronics technology, the application of PWM (pulse width modulation) voltage source inverters in the field of industrial control is becoming increasingly widespread. However, in practical applications, PWM voltage type inverters often face the problem of dead zone effect, which not only affects the control accuracy of the inverter, but also may cause system instability. Therefore, conducting in-depth theoretical analysis on the dead zoneeffect of PWM voltage type inverters and exploring effective compensation strategies have important theoretical value and practical application significance for improving the performance of inverters.本文首先介绍了PWM电压型变频器的基本原理和死区效应的产生原因,分析了死区效应对变频器性能的影响。

死区补偿

死区补偿

1 引言目前,小功率通用或专用变频器以及交流变频家电产品大多采用典型的交-直-交电压型逆变器(vsi)结构,逆变实现一般采用双极性pwm 调制技术,即在同一逆变桥臂上、下2个开关管施加互补的触发信号。

由于开关管自身的特性:开通和关断都需要一定的时间,且关断时间比开通时间要长。

因此,若按照理想的触发信号控制开关管的开通和关断,就可能导致同一桥臂的2个开关管直通而损坏开关器件。

为了防止这种直通现象的发生,必须在它们开通和关断之间插入一定延时的时间,这个延时时间就称为死区。

死区时间内2个开关管都处于关断状态,负载电流通过反并联二极管续流,负载电压不受开关管控制,由此造成负载电压波形发生畸变,逆变器的平均输出电压降低,并产生与死区时间以及调制比成正比的3,5,7,…次谐波分量,进而影响到电动机的输入电流和运行质量。

当逆变器工作在低输出频率、开关频率较高和负载感性很弱时这种影响相当严重[1,2]。

为此,需要对死区的影响进行补偿,以提高变频器的输出性能和改善电动机的运行工况。

常用的补偿方法有电流反馈型和电压反馈型,也有单边补偿与双边补偿、纯硬件补偿与硬件软件结合补偿等具体手段,但其工作原理相似,都是产生一个与死区引起的误差波形反向的波形,以抵消死区的作用[3,10]。

motorola公司推出的电动机专用控制芯片mr16内部集成了专门的死区补偿硬件电路,只需要简单的外围电流极性检测和简单的软件编程就可以实现可靠的死区补偿[11]。

2 死区补偿原理分析2.1死区对输出电压的影响在理想情况下,功率开关管开通和关断都是瞬时完成,不存在开通和关断时间,因而也就不存在死区时间。

但实际情况是功率开关管并非理想开关,而且关断时间比开通时间要长。

为了使功率开关管工作安全,在其开通之前插入死区td,即让该桥臂的2个开关管在td时间内都处于关断状态。

由于死区时间td的存在,使得功率开关管的导通时间缩短,引起pwm脉冲宽度和电位的丢失,进而影响到逆变器输出的平均电压。

级联型高压变频器死区效应分析

级联型高压变频器死区效应分析
电压波形
的影响。图 3(a)(b)分别为负载电流 i,>0和 io<0 时电压胞单桥臂;(c)为 PWM调制示意图;(d)为未 加死区时间,即上下桥臂的理想 PWM波形;(川为 卜 升沿延迟死区时间 ‘a后的 PWM波形;(f)为理想的 输出电压波形;(g)(h )分别为 £。>。和 E<。 时输出电
关 于死 区 效应的分析和补偿策略,国内外学者 已经做了大量的工作。文献 [1]指出了死区波形畸 变和载波频率的关系。文献〔2]阐述 了用半周期等 效方波计算死区脉冲偏差累积效应的原理 ,并提出
了一种对传统电流反馈补偿 方法的改进 ,可以减少
电流过零点处的补偿误差。文献 「3]分析 了三相 SPWM变流器换流机理 ,指出半电流周期关断相应
Fig.l7 1,ei mplementationp rincipleo fc ascaded
mu lt i-le ve l m edium-voltaee inverter,;
万方数据

电力 自动 化 仅 备
第 23卷
PWM( PS-PWM )等。相对而言,载波移相 PWM调制 方法在抑制低次谐波 、减小开关频率和开关损耗 、提 高输出波形质量等方面具有 定的优越性。本文 关J死区效应的 讨论就是在此基础 上进行。
andp olarityo fl oadc urrent
理上级联型多电平逆变桥和两电平 相桥完全不 同,但两者最后的总输出电压表达式却相当类似 “1, 只是前后项上的系数不同。
正负窄脉冲波,设。高度为h,则答h=N , 、,
为 考 虑 死 区效应对三相高压 电动机负载的影
2 kIdr41,a- 响,列出 [V线电压表达方式为 乙
是载波偏移了一个角度,所以依据上节的方波等效 频谱分析。图5给出 了其中的 组波形,即5电压胞

PWM逆变器死区影响的几种补偿方法

PWM逆变器死区影响的几种补偿方法

PWM 逆变器死区影响的几种补偿方法摘要:分析逆变器死区对输出电压的影响以及几种常用的补偿方法。

关键词:死区 补偿 逆变器 脉宽调制1 1 引言引言引言 死区可以避免因桥臂开关管同时导通的故障,但死区同时也引起反馈二极管的续流,使输出电压基波幅值减小,并产生出与死区时间△t 及载波比N 成比例的3、5、7…次谐波,这是设置死区带来的缺点。

这个缺点对变频调速系统的影响最为显著。

特别是在电机低速运行时,调制波角频率ωs 减小,使载波比N 相对增大,因此,死区△t 中二极管续流引起的基波幅值减小,和3、5、7…次谐波的增大更加严重。

在这种情况下,为了保证系统的正常运行,就必须对死区中二极管续流的这种不良影响进行补偿。

常用的最基本补偿方法有两种:一种是电流反馈型补偿,另一种是电压反馈型补偿。

它们的共同补偿原理就是设法产生一个与二极管续流引起的误差电压波形相似、相位相差180°的补偿电压ucom,来抵消或减弱误差波的影响。

所谓误差波,就是由反馈二极管续流而引起的误差电压。

三相半桥式SPWM 逆变器电路图见图1。

2 2 电流反馈型补偿电流反馈型补偿电流反馈型补偿 死区设置方式有两种,即双边对称设置和单边不对称设置。

现以双边对称设置方式为例来进行说明,其结果对单边不对称设置方式也同样适用。

带死区的SPWM 逆变器在感性负载时,基波幅值的减小与3、5、7…次谐波幅值的增大都与Δtωc=ΔtNωs 成正比(ωc 为SPWM 中三角波电压的角频率),随着死区时间△t 及载波比N 的增加,输出电压基波幅值将减小,3、5、7…次谐波幅值将比例增大。

当ωs 减小N 相对增大时,这种影响进一步加剧。

为了保证逆变器的正常运行,就必须消除这种不良影响。

加入补偿电路就能很好地达到这个目的。

采用电流反馈型的补偿电路如图2所示。

通过检测逆变器的三相输出电流,并把它变成三相方波电压分别加到各自的调制波us 上,例如将检测到的A 相电流iA,变成方波电压ui 加到A 相调制波us 上,方波电压ui 使逆变器产生一个与电流iA 相位相同,与误差波uD1.4波形相似,但与uD1.4相位相反的补偿电压ucom,如图3所示。

三相两电平逆变器死区效应谐波分析及其补偿方法研究

三相两电平逆变器死区效应谐波分析及其补偿方法研究

三相两电平逆变器死区效应谐波分析及其补偿方法研究摘要:随着社会的发展,我国的科学技术的发展也越来越迅速。

电压源换流器在高压直流输电及新能源并网中起着至关重要的作用。

为研究基于脉冲宽度调制技术(pulsewidthmodulation,PWM)三相逆变器受死区影响的谐波特性。

为降低死区效应对电压谐波的影响,目前国内外学者已提出多种死区补偿方法。

死区对三电平PWM的3D几何墙模型的影响,基于双重傅里叶级数给出了死区时间影响下的输出电压谐波表达式,但未能分析死区补偿的设计方法。

因此,建立更为简洁的电压谐波模型以分析死区影响下的谐波特性,揭示死区效应引发谐波失真的机理,能为死区设计和补偿提供理论依据。

此外,建立更为精确的受死区影响的谐波模型能够为滤波元件的设计提供理论指导。

关键词:三相两电平逆变器;死区效应;谐波分析;补偿方法研究引言传统的两电平电压型逆变器,通常采用正弦电压脉宽调制(SPWM)和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种调制方式产生PWM电压,采用SPWM调制方式时输出线电压最大仅能达到直流母线电压的0.707倍,采用SVPWM线性调制时输出线电压最大可以达到与直流母线电压电压相同的值,但是这两种调制方法都没有充分利用逆变器输出电压的能力,其与逆变器六阶梯波工作状态时输出的基波电压还有一定差距,逆变器六阶梯波工作状态时输出的基波电压可以达到直流母线电压的1.103倍。

为了获得更大的输出电压,需要对逆变器采用过调制方法。

进入过调制区域后,逆变器输出电压将会产生畸变,谐波含量有所增加,这对电磁转矩的稳定性影响很大,采用合适的过调制方法尤为重要。

本文采用将过调制区域分为1、2两区的方法,对SVPWM调制区域划分的基本思想、过调制区域调制方法的原理与实现方法进行详细的分析与说明。

1电压空间矢量过调制区域在线性调制区,参考电压矢量终点被限制在六边形内切圆区域内,显然无法将逆变器输出电压的能力最大化。

三电平逆变器中的死区效应与补偿_杨兵建

三电平逆变器中的死区效应与补偿_杨兵建

电流方向调整功率器件的开关动作时刻,最终使得输出电压波形与理论波形一致,达到良好的补偿效果。 该方
法能有效减小输出谐波含量,并恢复由死区效应引起的有效值损失。 最后通过实验证实了该方法的有效性。
关键词:逆变器; 死区补偿; 交流传动
中 图 分 类 号 :TM464
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1000-100X(2011)03-0004-02
死区效应也会使三电平逆变器在输出电压中
产生低频奇次谐波,其有效值可近似为 △Un=△U1/n, n=3,5,7…。
这些低频谐波电压会引起低频谐波电流的增
加。 由此可知,在三相三线系统中,死区引起的谐
波电流中比重最大的是 5 次和 7 次谐波, 谐波电
流会使负载电机产生力矩波动,引起机械振荡。当
电机转速较低时,输出电压的调制比低,死区效应
观 测 器 输 出 角 度 ,ia,ua 为 后 端 整 流 器 网 侧 a 相 电 流 、电 压 。 由 图 可 见 ,从 负 载 阶 跃 变 化 开 始 直 至 Udc 稳 定 只 需 约 60 ms。 对 比 两 组 波 形 可 见 ,对 于 三 电 平 PWM 整 流 器 , 采 用 SVM-DPC 拥 有 比 直 接 电 流 控制更为优异的直流母线电压控制能力, 也即其
1引言
目前, 多电平逆变器被广泛应用于交流传动 领域。其中,二极管箝位型三电平逆变器由于其结 构紧凑,便于实现 4 象限运行而备受重视[1]。
与两电平逆变器相似,为防止直通,通常要对 互补导通的开关管设置死区时间。在这段时间里, 逆变器的输出不受控制,进而导致输出电压、电流 波形畸变。当逆变器带电机负载时,会引起电机力 矩波动,稳态和暂态特性变差等问题。大功率开关 器件通常有更长的开通和关断时间, 需要设置更 大的死区时间,尽管开关频率较低,但死区的影响 仍然较大,尤其是在低调制比输出的情况下。

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。

正弦和空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿_吴茂刚

正弦和空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿_吴茂刚

第26卷第12期中国电机工程学报V ol.26 No.12 Jun. 2006 2006年6月Proceedings of the CSEE ©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号:0258-8013 (2006) 12-0101-05 中图分类号:TM301 文献标识码:A 学科分类号:470⋅40正弦和空间矢量PWM逆变器死区效应分析与补偿吴茂刚,赵荣祥,汤新舟(浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市310027)Dead-time Effects Analysis and Compensation of SPWM and SVPWM InverterWU Mao-gang,ZHAO Rong-xiang,TANG Xin-zhou(College of Electrical Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310027,Zhejiang province,China )ABSTRACT:Error voltage vectors caused by dead-time effects of PWM inverter were given, the vector synthesis method was adapted to educe amplitude and phase formulas of synthesized voltage vector produced by 3-phase stator windings under dead-time effects, the characteristic of synthesized voltage vector was analyzed with simulations. In order to make practical conduct time equal to ideal given time of switching devices, a dead-time compensation method based on time was proposed, simple arithmetic was obtained with the characteristic of space vector PWM (SVPWM). A dead-time compensation method based on voltage was proposed also to eliminate error voltage vector, compensation formulas were calculated in 3-phase and 2-phase static reference frame respectively corresponding to SPWM and SVPWM. Experimental results show that the proposed method can make motor phase current waveform sinusoidal, and improved the output performance of the inverter.KEY WORDS:power electronics; dead-time effects;error voltage vector;time compensation;voltage compensation摘要:给出了PWM逆变器死区效应引起的误差电压矢量,采用矢量合成的方法,推导了死区效应作用下电机绕组产生的合成电压矢量的幅值和相位计算公式,结合仿真分析了合成电压矢量的特征。

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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。

误差电压与理想电压、实际电压的定性关系如图4.1所示:图6.1 死区对输出电压的影响6.2 死区效应对PWM 变频器的影响6.2.1 死区对输出电压基波的影响为了讨论死区对变频器输出电压的影响,设定图4.1中的偏差电压为U ef ,它与每个周期高为U s 的矩形电压脉冲相等效。

由1ef d s T N U T U 22,可得: d s ef 1T U N U =T (6.1) 式中 T 1——变频器输出电压基波周期N ——载波比T d ——死区时间根据傅氏级数分析可得偏差电压U ef 的基波分量幅值为:d s ef-1ef 1T U N U U T ππ== (6.2) 上式表明,在一定的直流侧电压与变压变频其输出频率下,偏差电压基波值与死区时间T d 和载波比N 的乘积成正比,而这两个量与变频器所采用的开关器件有关。

前面已经分析过,死区所产生的偏差电压U ef 始终与变频器输出电流相反。

当功率因数角为ψ时,理想基波为:A0111u =A sin t ω,由死区产生的偏差电压基波为:ef,121u =-A sin(t-)ωψ式中,A 1和A 2分别为基波幅值和死区基波电压偏差的幅值。

A 1与矩形脉冲的起始角、终止角有关;A 2即位式6.2所示。

(1) 死区形成的偏差电压使实际输出的基波电压在相位和大小上与理想输出的基波有所不同。

只要存在电流的滞后功率因数角,其相位一定超前于理想基波电压,而幅值则与功率因数角的大小有关。

(2) 当功率因数角ψ=0时,死区的影响最大。

(3) 死区越大,对变频器基波输出的影响也越大,且呈线性关系。

(4) 随着变频器输出频率的降低(或者调制度M 的减小),死区的影响也越大。

6.2.2 死区对输出谐波的影响对于理想PWM 变频器而言,其输出波形中不存在低次谐波分量,只有少量的与载波比有关的谐波,但由于死区时间的引入,引入了丰富的低次谐波,主要是6m 1±次谐波,特别是5、7、11、13等一些低次谐波的存在,会使得输出电压波形发生很大的畸变,低次谐波的幅值随死区时间的增加而线性增加,这些将引起输出电压波形的畸变,并最终导致电机电磁转矩脉动量的增加。

(1) 死区时间T d =0d ;由于d T 0≠,实际出电压幅值为1d A U ;(2) 电压幅值随着功率角的变化而变化。

当ψ=0时,基波幅值A 1取极小值,1min d A =M NfT 2π-;当2πψ=时,基波幅值A 1取极大值,1max A =[)2+ d )2]1/2 提高调制比可以改善输出电压的波形,抑制谐波,但随着N 的增大,输出电压的基波下降更加严重,这样将导致电动机的损耗增大。

6.2.3 死区对输出转矩的影响死区时间不仅对逆变器输出的基波电压、低次谐波有影响,对逆变器的输出转矩也有影响。

当控制器压频比恒定时,输出转矩正比于输出基波电压的平方。

设死区效应的影响是的输出电压的误差为△U ,则转矩为:q q0U T T (1+2)U *∆≈ (6.4) 其中,q T ∝U *2,为无死区时间正比于输出电压基波平方的电机输出转矩。

q q q0q0U T T T 2T U*∆∆=-= (6.5) 根据上式可以看出,当理想输出电压U *较大时,UU*∆相对较小,可以忽略;而当电机低速运行时,U *较小,UU*∆相对较大,这时死区效应会引起较大的转矩误差。

综上所述,死区的存在使得输出基波电压下降,相位发生变化,低次谐波增加。

特别当输出电压或频率很低的情况下,这种影响将会变得十分严重,定子铜耗、铁耗显著增加,转决脉动还会导致调速系统的不稳定,由于该系统经常运行在低频状态,因此必须采取一定的补偿措施来消除死区效应的影响。

6.3 死区补偿死区处于认为因素不能消除,只能用其他方法加以补偿。

对死去的补偿结果直接影响到调速系统的性能。

国内外学者提出了多种死区补偿方案,主要有两个方向:一种是硬件补偿法,另一种是软件补偿法。

硬件补偿法需要增加额外的硬件电路,通过输出实际电压和电压参考值的比较得到所需要的补偿电压信号。

常见的方法主要有电压反馈型补偿和电流反馈型补偿。

(1) 电压反馈型补偿法先检测出系统逆变单元的实际输出电压,然后与指令电压相比较,其差值作为补偿量叠加到指令电压上作为新指令。

由于偏差电压是直接检测而不是估计的,并且对输出电压来讲具有准闭环控制的思想,因此原则上能够消除由环内的逆变单元所引起的任何输出电压和指令电压的误差(包括器件的开关死区时间),并且不受负载电流变化的影响,具有很好的补偿效果。

电压反馈型补偿方案的最大缺点是:结构过于复杂,不仅需要附加的电压检测电路,而且由于死区时间数值非常小,要求电压检测环节的检测精度足够高,并且没有时间滞后才能保证良好的补偿效果。

如果用数字化方法实现,不仅算法复杂,而且对数据处理的速度要求很高,因此实际系统中较少采用此法。

(2) 电流反馈型补偿法利用滤除高频分量后的偏差方波电压与电流的极性有非常明确的对应关系的特点:方波的幅值可以预先估计并且基本保持不变,因此只要能够适时检测出三相电流的极性,即可得到合适的补偿电压。

电流反馈型补偿的唯一依据是电机定子相电流的极性。

一般的变频调速系统都设置有电流检测电路,检测电流极性不需要额外增加硬件,因此结构比较简单,这使得电流反馈法死区时间补偿比电压反馈法死区时间补偿方案具有更大的实用价值。

如果所检测的定子电流无误差并且无时间上的滞后,则从理论上讲可以得到令人满意的补偿效果。

但在实际系统中,不可能实现这种无差的电流检测。

这不仅表现在电机定子电流中含有大量的高频分量,而且对检测信号的滤波环节必然会引起检测信号的滞后,它们都会对死区时间的补偿效果有一定的影响。

另外,这种方法的最大问题是补偿效果受电流检测精度的影响较大,电流的过零点是补偿方波电压反转极性的位置;因此,如果电流过零点的检测存在偏差则不仅不能正确补偿死区时间的影响,相反会在此点加大输出电压的偏差。

软件补偿法是采用纯软件的方法,在电机的控制程序中加入死区补偿的算法。

这类补偿算法也可以称之为死区时间补偿法,常见的有如下四种。

(1)电压输出时间补偿法,以瞬时平均电压理论为基础,在每个载波周期内对输出电压的平均误差进行补偿,人为地加入死区补偿时间使输出电压的更接近于理想状态时的电压。

此方法简单、易实现、可行性强,但需要检测电流的极性,故需在硬件上增加一个电流检测传感器。

此方案的关键在于如何能准确地检测出电流过零点时的极性。

(2)旋转坐标补偿法,是利用参考电流id *和iq*代替实际电流id和iq,再将参考电流通过d—q坐标系变换到静止坐标系中得到电流矢量[id * iq*];然后在静止坐标系中通过坐标变换将二相电流转换位三相电流,根据每一相电流方向判断出所需的每相补偿电压的极性,而补偿电压幅值的大小等于误差电压的平均值。

在求出每相补偿电压后,将其经过坐标反变换,得到d-q坐标系中的补偿矢量,由补偿矢量的表达式设计出补偿电压的算法。

(3)基于脉冲的死区时间补偿法,是通过调整对称的PWM脉冲来修正输出电压的畸变。

也就是通过修正调制比改变脉冲宽度,来补偿脉冲畸变时间。

具体做法是,在脉冲产生畸变之前加入死区补偿时间,使补偿后的脉冲在脉宽和相位上完全接近或达到理想状态下的波形。

这种方法精确度高,能使逆变器的输出电压在幅值和相位上基本上无误差,并且与工作频率、载波频率和负载都无关,只与电流的极性有关。

(4)预测电流控制法,是将预测控制用于对电压型逆变器的控制。

其基本思路是运用预测控制理论,在第k个采样时刻根据所检测到的负载电流及补偿器输出电流,根据电动机的数学模型以及下一个开关周期k+1时刻的期望电流,计算出符合电流变化的输出电压矢量;然后在PWM中运用空间矢量法合成这一输出电压矢量,从而迫使下一次采样时刻的实际电流以最优特性跟踪下一个时刻参考电流,达到跟踪输出电流的目的。

即利用当前己知状态、电机模型和下一步参考电流,预测使电机电流在第k+1时刻达到期望电流时所需的电压,用PWM方法施加在逆变器上,使期望实际电流在k+1步达到期望值。

6.4 基于TMS320LF2407A的死区效应补偿TMS320LF2407A提供了一个可连续、双向计数的定时器,同时这个定时器还具有CMPR1,2,3的三个定时比较单元。

当定时器的计数值与定时比较单元的设定值匹配时,即引起对应的PWM输出引脚的输出状态变化(PWM1,3,5或PWM2,4,6)。

在每个电流采样周期按SPWM控制原理更新CMPR1,2,3的设定值,并将其写入对应的寄存器,即可实现变频控制。

TMS320LF2407A作为电机控制专用芯片,在Td的设置上.只需通过DBTCON寄存器编程即可设置死区互锁时间。

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