三电平逆变器死区补偿策略研究

为了避免桥臂直通带来的危害,必须在PWM驱动脉冲中加入死区时间。在电压型逆变器低频和轻载运行时,死区效应将导致输出电压和电流的畸变。针对三电平逆变器,根据伏秒等效原理和输出电流极性,提出一种新型的死区补偿策略,既补偿了死区时间、功率器件的开通和关断延时,又考虑了管压降带来的死区效应。基于DSP与CPLD,构建三电平逆变器硬件平台,在一台30kW三相异步电机上完成了相关实验,并通过李萨如图对输出电流波形进行分析。实验结果验证了该方法可以有效的改善输出电流波形,并补偿了由死区效应所造成的输出电压损失,提高了系统低频运行的性能。     

基于脉冲调整的四桥臂逆变器死区补偿策略

为防止桥臂直通加入死区时间会导致逆变器输出能力下降以及输出波形畸变,需要进行死区补偿。四桥臂逆变器开关状态多,电压矢量分布复杂,死区补偿实现困难。对死区效应及其产生机理进行分析,归纳各相电流极性与对应脉冲调整方案的关系,将基于脉冲调整的死区补偿策略应用于四桥臂逆变器。该补偿策略在同一电流极性下脉冲调整具有一致性,易于实现,仅需判断电流极性即可确定脉冲调整方案,达到校正基矢量作用时间的目的,补偿死区效应。分别在三相平衡及不平衡工况下对基于脉冲调整的四桥臂逆变器死区补偿策略进行仿真和实验分析,结果表明该补偿策略能提高逆变器输出能力,减小波形畸变程度,有效补偿了死区效应。     

单相二极管箝位三电平逆变器死区时间补偿技术

针对调制过程中的死区时间导致逆变器输出电压和电流畸变、谐波含量增加等问题,提出一种简单可行的死区时间补偿策略。该策略在传统调制方法的"调制信号"与"死区时间处理"之间增加"死区时间补偿"。以单相二极管箝位三电平逆变器为对象,分析死区时间对桥臂输出电平的影响,根据桥臂电流方向选择延迟开关器件驱动信号的上升沿或下降沿来对死区时间进行合理补偿。相比于传统基于特定调制方式的死区时间补偿技术,该补偿策略简便易行并且与调制方式独立,能够灵活应用于各种不同的调制方式。在MATLAB/Simulink平台上建立仿真模型对该补偿策略进行仿真验证,并设计了基于可编程逻辑器件的死区时间补偿控制核心,搭建物理实验平台进行实验验证。仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。     

基于相电压反馈的三电平逆变器死区补偿

为防止逆变器上下桥臂直通,通常需要在开关管驱动信号中加入死区时间,但死区时间可能导致输出电压和电流畸变。针对二极管中点箝位型NPC(neutral-point clamped)三电平逆变器的死区补偿问题,提出了一种基于相电压反馈在线计算误差电压的死区补偿策略。该策略根据反馈相电压,在dq同步旋转坐标系下对误差电压进行实时计算。同时,针对电流极性判断中传统滤波器所造成的电流相位偏移问题,采用卡尔曼滤波对转换到dq同步旋转坐标系中的三相输出电流进行滤波,并将滤波后的电流重构到三相静止坐标系中,实现无相位偏移地判断电流极性。仿真结果表明,该方法可以较准确地判断电流极性,并能够自适应地调节补偿电压,有效地减小了输出电压的谐波含量。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。     

基于电流矢量的三电平逆变器死区和管压降补偿策略

在电机控制过程中,死区和管压降的存在导致逆变器输出波形畸变。为了消除电压和电流的畸变,死区和管压降补偿是必要的。本文给出了一种简洁高效的三电平电压型逆变器死区补偿方法,用以改善电机的输出波形,详细分析了死区产生机理,利用电流矢量对死区进行准确补偿。根据PWM状态和电流矢量的位置分析功率器件压降的变化,结合电流方向进行补偿。最后基于F2812DSP芯片的三电平逆变器实验平台对该方法进行了开环和闭环实验研究,验证了理论分析的正确性和实际可行性。     

T型三电平拓扑的PWM控制策略

对T型三电平逆变器的拓扑结构进行了分析研究,提出一种T型三电平逆变器PWM控制方法。该方法针对T型三电平拓扑结构,根据负载电流的极性,对零电平时的开关状态进行相应的控制,实现对输出参考电压矢量的合成。分析了该拓扑结构的死区特点及影响,常规的PWM控制方法加入死区后,相电压会出现4种不同的电压畸变,应用文中提出的控制方法,使原本复杂的4种电压畸变情况简化为2种,并提出了具体的死区补偿策略,有效补偿了输出电压的畸变。仿真结果验证了控制方法的可行性与有效性。     

一种新颖的在线自校正死区补偿策略

为解决正弦脉宽调制(SPWM)电压源逆变器在低频和轻载时死区效应所导致的相电压、相电流畸变和转矩脉动等问题,提出了一种新颖的在线自校正死区补偿策略。该策略考虑了死区时间、功率器件管压降、开通时间、关断时间等对逆变器输出电流的影响,而且对直流母线电压和载波频率的波动进行了自校正在线计算补偿。最后,对输出电流进行了死区补偿前和补偿后的对比试验,结果表明该方法具有较好的补偿效果。     

三相逆变器复合补偿研究

为改善死区效应和零电流箝位对输出波形的影响,提出了一种复合补偿方法。通过电流采样检测电流方向,调节开通、关断时间使输出波形与理想波形完全一致,消除了死区效应。计算出零电流箝位电压误差后通过电压补偿消除了零电流箝位造成的电压误差。在三相逆变器上验证了复合补偿方法。实验结果表明补偿后的逆变器输出基波有效值提高,电流波形畸变得到改善。     

基于傅立叶分析的三相SPWM逆变器死区效应与补偿研究

为了减少逆变器输出波形所含的谐波分量,降低二极管钳位型三电平逆变器的死区效应对输出电压基波和低次谐波的影响,提出了适用于二极管钳位型三电平逆变器的死区补偿方法。利用傅立叶变换分析了三相SPWM逆变器死区时间影响输出波形谐波分量的机理,在载波的开始和中间分别采样输出电流,根据检测到的输出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。通过Matlab仿真,验证了方法的可行性。     

三电平逆变器中的死区效应与补偿

分析了二极管箱位型三电平逆变器的死区效应对输出电压基波和低次谐波的影响,提出了适用于二极管箝位型三电平逆变器的死区补偿方法.该方法分别在载波的开始和中间采样输出电流,根据检测到的输出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...     

一种抑制VSI零电流箝位效应的死区补偿方法

电压源逆变器低频和轻载时,死区效应导致相电压和相电流畸变、零电流箝位效应等问题.为解决上述问题,分析死区效应和零电流箝位机理,发现了零电流箝位效应产生的一个主要原因,提出一种死区时间补偿策略.该策略无需电流极性检测,在SVPWM基础上,在每个PWM周期内对两个非零空间电压矢量作用时间分别进行补偿,该补偿根据这两个空间电...     

基于重复控制的SPWM逆变电源死区效应补偿技术

在SPWM逆变器中,为防止同一桥臂的上下管直通现象,必须注入一定的死区时间,死区会导致逆变器的输出波形畸变,即死区效应.在分析了死区时间对单相SPWM逆变器输出波形特性的影响的基础上,提出了一种基于重复控制的死区补偿控制策略,该控制方法可有效地改善输出电压的波形畸变,并在一台单相400Hz、5.5kW装置上进行了详细的实验验证,实验结果表明了该补偿策略的有效性和实用性.     

三电平逆变器SVPWM的死区补偿和窄脉冲处理

以电压型三电平逆变器为例,分析了基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)三电平逆变器的死区效应及窄脉冲对三电平逆变电路的影响,给出了一种根据输出电流极性修改触发脉冲,从而达到死区时间补偿的方法。在最小脉宽处理区域,通过重新确定起始矢量处理方法避免窄脉冲。仿真和实验结果验证了理论的可行性。     

三相并网型逆变器死区补偿方法

为防止逆变器上下桥臂发生短路,需要在IGBT的驱动信号中设置死区时间。由于死区时间的存在会改变逆变器直流侧的电压输出,导致网侧电流输出畸变,将死区效应所造成的电压扰动矢量进行前馈补偿,根据并网型逆变器的电流特点,提出了一种用低通滤波器与加权滤波的方法获取正序电流的方法,用以判断电压补偿矢量。通过实验验证了该方法的准确性和有效性。     

IGBT的死区补偿方法研究

对三相桥式逆变器死区效应进行了理论分析.阐述了死区效应对逆变器输出电压的影响.介绍了加入一种死区时间的方法,在此基础上提出了一种基于SVPWM控制的逆变器死区补偿方法,即对称补偿法.该方法有效地改善了死区效应引起的电流畸变,实验结果证明了理论分析的正确性和该方法的可行性和有效性,并成功用于变频器的设计中.     

一种基于电机模型预测的三电平死区补偿方法

分析了三电平电压型逆变器死区效应产生的机理,针对电流采样延时和寄生电容影响而导致死区补偿不准的问题,提出了一种基于电机模型预测的三电平电压型逆变器死区补偿方法。该方法首先建立了三电平电压型逆变器驱动异步电机的数学模型,并根据该模型和瞬时电流采样值,计算出实际瞬时电流的预测值,然后将电流预测值和器件开关状态代入该模型计算出准确的补偿时间,实时的对补偿电压进行调整。最后,改进算法在7.5 k W感应电机变频调速系统上进行了实验验证,结果证明了该补偿方法能有效改善电机的电流波形。     

一种永磁同步电机矢量控制SVPWM死区效应在线补偿方法

在电压源型逆变器驱动的永磁同步电机系统中,开关器件的死区效应会导致电机电流畸变,电机转矩波动和额外功率损耗。该文详细分析由死区效应所引起的开关管导通时间误差和电机相电压的误差,并结合永磁同步电机d轴电流给定为零的矢量控制算法,提出基于q轴电流误差的死区时间在线补偿算法,所提算法无需电机和逆变器的精确模型,且未增加硬件电路。此外,将dq旋转坐标系下的参考电流变换到三相静止坐标系,利用参考电流可准确判定电流方向,解决了电流过零点附近方向不易判断的问题。最后,对传统死区补偿算法与所提出的在线补偿算法进行对比实验研究,实验结果验证了所提死区补偿策略能够较好地解决死区效应所引起的电流畸变问题。     

基于跟踪微分器的PMSM死区补偿策略

针对三相逆变器死区效应导致PMSM电流畸变的问题,对死区效应产生的原因进行了详细分析,得到了死区电压计算公式,并提出了一种基于跟踪微分器的死区补偿策略.应用跟踪微分器构建带有相位补偿的滤波器对PMSM的d,q轴电流进行滤波.将其反变换到三相静止坐标系下,得到正确的相电流极性.计算死区电压,并进行死区补偿.仿真及实验结果...     

基于阶梯碳交易的多微网电能合作运行优化策略

为了避免逆变器在运行过程中出现桥臂直通问题,器件的驱动时序中需要插入必要的死区时间。然而,死区会带来逆变器基波电压损失与畸变等问题。尤其当采用SiC MOSFET作为开关器件时,较高的开关频率使得波形畸变更严重,这使得传统应用于Si IGBT逆变器的死区补偿策略已经无法适用。为此,在传统死区消除策略的基础上,提出一种分段调制死区补偿策略。该策略通过建立的预测模型得到过零点处的电流纹波值,并以此划分电流过零区域和非过零区域。当输出电流处于非过零区域时,每相桥臂仅对有效器件进行开关动作,互补器件处于关断状态,以提高基波电压幅值;当处于过零区域时,针对死区时间、寄生电容等因素产生的误差,计算出等效脉冲补偿时间用于补偿误差电压,减少波形畸变。最后,仿真与实验结果证明了该补偿策略相较于传统的死区消除策略可减少低次谐波含量,改善输出波形质量,输出电压的THD可减少1.63%。