基于纹波电流计算的面装式永磁同步电机驱动系统逆变器死区补偿
永磁同步电机电压前馈补偿
永磁同步电机电压前馈补偿
永磁同步电机（PMSM）是一种高性能的电动机，广泛应用于工业、汽车和航空航天领域。
然而，PMSM在运行过程中可能会受到电
压波动的影响，导致性能下降和系统稳定性降低。
为了解决这一问题，电压前馈补偿技术被引入到PMSM控制系统中。
电压前馈补偿是一种通过测量电压波动并及时对其进行补偿的
控制技术。
在PMSM系统中，电压前馈补偿可以通过引入一个电压补
偿环节来实现。
这个补偿环节可以根据实时测量的电压波动信息，
及时调整电压输出，使得PMSM系统能够稳定运行并保持高性能。
采用电压前馈补偿技术可以显著提高PMSM系统的性能和稳定性。
通过及时响应电压波动，系统可以更快地调整电压输出，减小电压
波动对PMSM系统的影响。
这不仅可以提高PMSM系统的动态响应能力，还可以降低系统的能耗和维护成本。
总的来说，电压前馈补偿技术为PMSM系统带来了许多优势，包
括提高性能、稳定性和可靠性。
随着这一技术的不断发展和应用，
相信PMSM在各个领域的应用将会得到进一步的推广和发展。
SVPWM逆变器死区补偿中的电流极性检测
SVPWM逆变器死区补偿中的电流极性检测张展;高照阳【摘要】在分析SVPWM逆变器死区补偿的基础上,针对负载电流产生畸变,电流中含有谐波,导致不能精确判断电流的极性问题,提出了一种电流极性检测的方法.与常用的利用电流矢量角来判断三相电流极性的方法相比,不需要过多的计算,方法更加简单且易于实现.最后通过仿真证明此方法的正确性.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】5页(P386-390)【关键词】逆变器;补偿;极性【作者】张展;高照阳【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作 454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】TM46在电压型脉宽调制逆变器中，为了防止逆变器同一桥臂的上下两个功率开关器件造成直通短路，通常在控制信号中加入死区时间。
然而死区时间的加入，使逆变器输出的电压、电流波形发生畸变，谐波含量增大，基波电压、电流波形有损失[1-3]。
因此，有必要对逆变器的死区进行补偿。
为了解决死区的影响，大多数学者对死区补偿策略进行了研究，然而对于死区补偿中电流极性检测的研究却很少。
理论上，根据电流的过零点可以准确判断电流极性。
但是由于负载电流产生畸变，其中有谐波的存在，使得电流过零点模糊，尤其在低频时，还存在零电流钳位现象和脉宽调制噪声的影响；开关频率附近的谐波分量较多,使得电流检测中出现多个过零点[4]，因此直接利用电流过零点的方法难以确保检测到的电流极性的精度。
通常采用的方法是对三相电流进行滤波处理，然后再判断极性，然而滤波环节的引入使得电流发生改变，尤其是其相位的变化带来检测信号滞后的问题，使得对电流检测的实时性变差[3]。
倘若电流方向检测不准确，就不能准确地对PWM脉宽进行修正，从而导致误补偿，其结果非但不能消除死区的影响，反而会使逆变得到的波形畸变更加严重[4] 。
因此找到一种能够精确快速检测电流极性的方法至关重要。
永磁同步电机矢量控制分析
永磁同步电机矢量控制分析一、本文概述永磁同步电机（PMSM）作为一种高性能的电机类型，在现代工业、交通以及新能源等领域的应用日益广泛。
其矢量控制技术，即通过对电机电流的精确控制，实现对电机转矩和磁场的独立调节，从而实现电机的高效、稳定运行。
本文旨在全面分析永磁同步电机的矢量控制技术，包括其基本原理、控制策略、实现方法以及在实际应用中的优缺点，为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将对永磁同步电机的基本结构和工作原理进行简要介绍，为后续的分析奠定理论基础。
然后，将重点讨论矢量控制技术的理论基础和实现方法，包括空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术、电流环和速度环的设计与控制策略等。
在此基础上，本文将深入分析矢量控制技术在永磁同步电机中的应用，包括其在提高电机效率、优化动态性能以及提升系统稳定性等方面的作用。
本文还将对矢量控制技术在永磁同步电机应用中的挑战和前景进行探讨。
一方面，将分析当前矢量控制技术在实际应用中面临的主要问题，如参数敏感性、控制复杂度以及成本等；另一方面，将展望未来的发展趋势，如智能化、集成化以及优化算法的应用等。
本文将对永磁同步电机矢量控制技术的未来发展提出展望，以期为该领域的进一步研究和应用提供参考。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种高效、高功率密度的电机，广泛应用于电动汽车、风力发电、工业自动化等领域。
其基本原理主要基于电磁感应和磁场相互作用。
PMSM的核心部件是永磁体，这些永磁体通常嵌入在电机的转子中，形成固定的磁场。
当电机通电时，定子中的电流会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场与转子中的永磁体磁场相互作用，使得转子开始旋转。
通过精确控制定子中的电流，可以实现对转子旋转速度、方向和扭矩的精确控制。
在PMSM中，矢量控制是一种重要的控制策略。
矢量控制通过独立控制电机的磁通和扭矩分量，实现了对电机的高效、高性能控制。
基于调制波修正的三电平死区补偿方法
１ 引 言
功 率 器 件 存 在 开 关 延 时 ，若 同一 桥 臂 一 个 器 件 需 要 关 断 而 未关 断 ，与 之 互 补 的器 件 导 通 将 造
图 １ 三 电平逆变 器单 桥臂 拓扑
Ｆ ｇ ｂ ｄ ｅ ａＴ ｏ ｏｏ ｉａ ｆ ｔｒ ｅ ｌｖ ｌｉ ｖ ｒｅ ｉ ．１ Ａ ｒ ｇ ｌ ｌｔｐ ｌ ｇｃ ｏ ｈ ｅ — ｅ ｎ ｅ ｒ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ
为 Ａ与 ０ 点 之 间 电压 ，电 流方 向和 路 径 与
开关 状 态 之 间的 关 系 如表 １ 示 。其 中 ，。 示 ０ 所 ｄ表
图 ２示 出三 电平 死 区 效应 产 生 的机 理 。 中 ， 其
ＵＶＳ １ Ｕ １￣
Ｖ ４ Ｓ
分 别对应 补 偿 后 Ｖ Ｖ Ｓ～ Ｓ 的脉 冲 信 号 。
（） 区 效 应 对 基 波 影 响 ａ死 （ ） 量 图 ｂ矢
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增 ： 羹建精 ： 誊 蘧
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和 ｌ状 态 之 间 切 换 时 插 入 的 死 区 状 态 ， 示 ０ ｄ表
２ 三 电 平 逆 变 器 死 区 效 应 及 影 响
三 电平 逆 变 器 有 １０， １这 ３种 开关 状 态 ， ， 一 不 允 许 １和 一 １状 态 之 间 直 接 切 换 ．只 能 在 １和 ０ 及 一１ ０之 间 切 换 。规 定 电流 流 出桥 臂方 向为 正 和
ｔｅｓｌ ， ｅｃｒ ｎ ｉ ｃｏ ｆｅｃ ｎ ｎ ｅｐ ｌ ｆｈ ｏｕａ ｏ ａｅａｅｊｄｅ ．ｃｏｄｎ ｅｄｆｒｎ ｈ ｐｉ ｔ ｕｒ ｔ ｒ ｔｎ ｏ ａｈａ ｎａｄ ｔ ｏ ｒｏ ｅｍ ｄ ｌｉｎｗ ｖ ｒ ｇｄＡ ｃｒｉｇｔ ｔ ｉｅｅ ｔ ｔｈ ｅ ｄｅｉ ｈ ａ ｔ ｔ ｕ ｏｈ ｆ
三相并网逆变器的控制与死区补偿
２
正弦 的 电流 波形 ， 率 因数 接 近 １对 电网 的污 染 很 功 ． 小 ， 新 能源 的利 用 中得到 了广 泛应 用 。 此研 究 的 在 在
应 用 于风 力发 电的三相 并 网逆 变器 采用 三相 桥 式 结 构 、 间矢 量调 制 ， 空 并进 行功 率解 耦和 电压前 馈 。
Ｗ ＡＮＧ Ｌｕ，ＺＨＵ ａ －ｉ ｎ Ｘｉｏ ｌａ ｇ，ＧＯＮＧ ｕ ｙ ｎ Ｃｈ ｎ— ｉ ｇ，ＸＩ ＡＯ ａ Ｌｎ
（ ａｊ ｇＵ ｉｅ ｉ ｅｏａ ｔ ｓ Ａ ｔ ｎ ｕｉ ， ａｊｎ １０ ６ ｈｎ ） Ｎ ｎｉ ｎ ｒｔ ｏ ｒｎｕｉ ＆ ｓｒ ａｔ ｓ Ｎ ｎｉｇ２ ０ １ ，Ｃ ｉａ ｎ ｖ ｓｙ ｆＡ ｃ ｏ ｃ
（ １ ）
１
为 新 能 源技 术和 逆 变技 术 。
第４ ４卷 第 ９期
２ １ 年 ９月 ００
电 力 电子 技 术
Ｐ ｗ ｒＥ ｅ ｔ ｎ ｃ ｏ ｅ ｌ ｃｒ ｉ ｓ ｏ
Ｖｏ ．４，Ｎｏ９ １ ４ ． Ｓ ｐ ｅ ｂ ｒ２ ０ ｅ ｔ ｍ ｅ ０１
ｖ２
…
（（ 蒋６ ｏ１ １ｏ ￣） 笔
求 出各扇 区 内两相 邻 矢 量作 用 时 间后 ， 常采 通
等 ｎ 抖盯 ｉ 号） （ 删
用七 段 对 称 式 空 问 矢 量 合成 方 法 ［ 分 配 各 矢 量 ． ２ １ 来
一
式中 ： ∞为 电网 电压 角频 率 。
个周 期 内只有 ３次 开关管 切换 。 图 ２ ｂ中 ， 各矢 量
图 ２ 基本空间电压矢量及扇区 Ｉ内矢量线性组合
可见 Ｕ 在 内所产生的积分效果与 ， 及 。 零矢量 作用 ， （ 死， 或 ） 时间 的积 分 效果相 同。
变频器逆变单元控制死区时间补偿的新方法_张俊敏
电压输出能力，并且出现相位偏差，由 其引起的高次谐波电压还会使电动机的 损耗增加和转矩出现脉动等。死区时间 对输出电流的影响主要表现在偏差电压 中的高次谐波大大增加了电流中的高次
［ $］ 谐波含量 。
关键词! "#$%&’() 死区时间・ 谐波・ 指数型有限长单位脉冲・
死区时间的补偿策略
电力电子
"
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变频器逆变单元控制死区时间 补偿的新方法
! ! 提出了适合于通用变频器的基于旋转坐标变换的死区 时间的补偿新方法。它将检测到的三相定子电流转化到同 步旋转坐标系中进行处理，而不会引起幅值的变化，也不 存在相位滞后的问题。本文首先对滤波器进行了设计，确 定滤波器的参数；再根据滤波器冲激响应的固有特点，推 导了迭代滤波算法，每输出一个点只需 " 次乘法和 " 次加 法。该方法是一种全新的死区补偿方法，系统仅依赖于一 个带通滤波器，而且计算量小，系统的可靠性很高。理论 推导和仿真实验表明，该数字系统既保留了数字滤波器的 准确性，又克服了长期以来数字滤波器跟随性差的问题， 算法易于实现且具有较高的实用价值。
设采样频率为 " 3 ，每个周期的采样点数为 $ 3 ， 滤波器的有限长单位抽样响应为 % （ &） （ & 4 ,， $ …， $ 5 $） ，基波频率为 ", 。设滤波器的单位抽样响 应为有限长指数型函数，即
图 +, 电流反馈型死区补偿方案
% （ &）4 ’6 7 $ & 8 （ & 4 , ， $， …， $ 5 $） （$） 对单位抽样响应 % （ &） 求 ( 变换，得滤波器的 转移函数为
逆变电源的死区优化补偿仿真
逆变电源的死区优化补偿仿真王炜;代毅伟;陈猛【摘要】According to the harmonic content of output waveform distortion caused by dead-time effect of inverter in the ris-ing phenomenon, a new optimal compensation scheme of dead zone is established. This method is based on the detection of the error signal and feedback to form a new modulation wave, increasing the switch time of the in-valid devices to achieve the effective combination of current feedback and invalid device compensation. The sim-ulation results show that with the optimization of the dead-time compensation strategy, the dead time is 10μs, Total Harmonic Distortion Factor(THD) is reduced from 4.93%to 3.87%, the dead time increases to 20μs, the THD is reduced from 7.70%to 5.02%, the harmonic content decreases obviously and the distortion of the output waveform is improved.%针对逆变电源中因死区效应而造成的输出波形畸变、谐波含量升高、电源质量变差等现象,提出了一种新型死区优化补偿方案.该方法是通过检测误差波信号反馈而形成一个新的调制波,并增加对无效器件开关时间的修正,实现电流反馈与无效器件补偿的有效结合.仿真结果表明:采用这种死区优化补偿策略,在死区时间为10μs时,总谐波失真度THD值由原来的4.93%降至3.87%,而死区时间增加到20μs时,THD值由原来的7.70%降至5.02%,谐波含量明显降低,畸变的输出波形得到改善.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】6页(P70-75)【关键词】逆变电源;逆变器;死区优化【作者】王炜;代毅伟;陈猛【作者单位】天津工业大学电气工程与自动化学院,天津 300387;天津工业大学电气工程与自动化学院,天津 300387;天津工业大学电气工程与自动化学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TM464近年来，随着科学技术的快速进步以及各国工业的飞速发展，电力电子技术在当今时代占据着越来越重的地位，电力电子器件与人们的生活联系的愈加紧密，越来越多的电力电子设备被人们应用于军事、航天、工业以及民用生活等领域中，其中逆变技术的应用尤为突出[1].但逆变器电路中的功率开关器件因为结电容的存在，都不能避免地出现开关延迟这一现象.因此，为了防止逆变桥中同一桥臂的上、下两个开关管同时导通而发生直通现象，造成逆变失败或者器件损坏，必须在上、下管的控制信号间插入一个定量的延迟时间Td（死区时间），待上开关管可靠关断后再开通下开关管，反之亦然.死区时间的加入虽然能够保证开关器件安全、可靠运行，但它会使供电网中的信号质量下降，逆变器输出的波形畸变[2-3].为了解决死区影响这一问题，本文运用双极性的正弦脉宽调制方法，提出了一种电流反馈与无效器件相结合的死区优化方法.1.1 逆变电源的结构逆变器系统装置的作用是实现一个DC到AC的转换.其核心部分是一个功率电子变换器构成的开关电路.通过功率电子变换器的连续导通与关断，实现电能从直流变为交流的转化.可以根据实际的需求场合和不同开关拓扑，选择适合的逆变电路.电源控制系统主要完成电路中功率电子变换器的开通和关断.控制电路主要完成脉冲的放大和调节，通过控制脉冲的性质来控制主电路功率电子变换器的导通和关断，便可实现对输出信号的控制.逆变电源中，除了功率变换电路和控制电路之外，还有输入电路、保护电路、输出电路等，逆变电源主要系统结构如图1所示.1.2 逆变电路原理逆变电源主电路是实现直流到交流的转换，本文采用的是单相全桥逆变电路，单相全桥逆变电路的电路模型如图2所示.通过调制信号Ur和载波信号Uc的交点时刻来控制各开关器件的通断.在调制信号Ur的正负半周内，对各开关器件的控制规律相同.当Ur大于Uc时，给V1和V4导通信号，V2和V3关断信号，这时如果负载两端电流大于零，则V1和V4导通，如果负载两端电流小于零，则VD1和VD4导通，但是不管哪种情况负载两端的输出电压都为正电压.当Ur小于Uc时，给V2和V3导通信号，V1和V4关断信号，这时如果负载两端的电流小于零，则V2和V3导通，如果负载两端的电流大于零，则VD2和VD3导通，但是不管哪种情况负载两端的输出电压都为负电压[4-5].2.1 死区产生原因在逆变电源中，为了使逆变后输出理想的波形，需要逆变器中的开关器件在较高的开关频率下工作。
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。