多逆变器串联发电系统中的死区效应分析

针对多逆变器串联发电系统在载波移相SPWM调制方式下的死区效应进行研究。首先,推导了该发电系统在理想条件下的输出电压,利用等面积近似理论与傅里叶分析相结合的方法对该发电系统中的死区进行了建模;其次,将该发电系统死区电压与理想输出电压相叠加,分析了调制度、载波比变化时死区效应对该发电系统输出电压的影响,在此基础上提出了一种基于载波比变化时的死区补偿法;最后,利用Matlab/Simulink仿真,结果表明该死区效应分析方法有效,且所提死区补偿方法能够有效改善死区对多逆变器串联发电系统输出电压、电流的影响。     

死区影响下双有源桥DC-DC变换器的改进型协同三移相控制

双有源桥(dual-active bridge,DAB)DC-DC变换器在传统的协同三移相控制(cooperative triple-phase-shift,CTPS)下,能在消除两侧回流功率的同时取得更优的电流特性和传输效率,但上述优化算法未考虑死区时间对电压、电流以及优化效果的影响。为此,通过分析不同功率段内死区时间对DAB电压、电流波形以及回流功率优化效果的影响,基于电感伏秒平衡特性推导出包含死区的新移相比计算式,建立含有死区的传输功率模型和功率临界点。在此基础上,提出一种改进的协同三移相控制(improved cooperative triple-phase-shift, ICTPS)策略,实现了不同功率段内死区影响的抑制。最后,在搭建的试验样机上进行了对比实验,实验结果验证了关于死区影响理论分析的正确性,以及所提ICTPS控制策略对死区影响抑制的有效性。     

永磁电机无位置传感器控制死区补偿策略

空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制中,逆变器存在死区效应和零电流钳位效应,导致电流电压波形畸变,造成转速转矩脉动,控制性能降低。迭代控制死区补偿策略无需检测电流极性,同步旋转坐标系下,构造反电动势观测器得到实际电压e^d、e^q,矢量控制输出期望电压ed、eq,通过迭代算法将死区效应造成的误差前馈到期望值,补偿死区效应的影响,提高系统控制性能。仿真和实验证明了理论分析的正确性和有效性。     

感应电能传输系统死区开关特性的研究

目前,在寻求最大功率输出的控制方法中,通常采用变频方式使系统工作在谐振点附近。然而,对于大功率感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统来说,开关管的工作频率较低,死区时间相对较长,如果控制不当,会在谐振点附近的死区范围内出现电压与电流波形畸变,极易造成开关管的损毁,导致系统停机,从而降低了系统的稳定性能。因此,首先研究在高频逆变电压超前、滞后于原边谐振电流以及谐振点附近情况下谐振变换器的开关特性,分析产生电压与电流波形畸变的机理,通过理论推导给出避免波形畸变的运行条件。最后,通过相位滞后控制策略稳定系统的输出,并搭建25 kW、气隙20 mm的大功率IPT试验平台,通过试验验证理论分析的正确性。     

基于卡尔曼滤波器的PMSM逆变器死区效应补偿方法

分析了死区效应及其对PMSM逆变器工作状况的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波器的死区效应补偿方法.该方法通过对系统电流在α、β静坐标系进行系统噪声、量测噪声滤波,从而得到系统的三相电流方向,进而得到死区导致的误差电压矢量,根据误差电压矢量对电压输出进行补偿,实现对死区效应的有效抑制.实验结果表明,该方法可有效改善逆变器输出电流波形,提高PMSM系统的工作性能.     

基于永磁同步电机的SVPWM死区分析与补偿

在理想和实际情况下,按电流方向的不同,分析了死区效应对空间电压矢量脉宽调制逆变器控制的永磁同步电机输出波形的影响。根据电流空间矢量图将三相电流分成6个区域,并在各区域中按电流方向对三相输出电压进行补偿。实验结果表明,该方法避免了系统软硬件复杂程度的增加,同时达到了很好的效果。     

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。     

矢量控制永磁同步电动机低速轻载运行的研究

提出了削弱电压源型空间矢量脉宽调制逆变器死区效应的方法.给出因死区时间和开关器件开通、关断时间引起的误差电压矢量,依据误差电压矢量的表达式,采用降低载波频率和减小直流母线电压的方法削弱死区效应.分析了降低载波频率对磁链轨迹畸变和转矩脉动的影响,在低速空载情况下通过增大电机定子励磁电流分量获得连续电流波形,通过检测电流矢量角判断电流极性,对死区进行补偿.仿真并对比了不同载波频率下的转矩脉动,实验结果证明了所提出的方法能有效地降低电机转速,改善电流波形.     

双重d-q空间下五相电压源逆变器空间矢量脉宽调制死区效应分析与补偿

电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)受到死区效应以及开关暂态过程等非线性因素的影响,导致负载电机定子相电流中含有低次谐波,畸变率较大。针对五相VSI系统,在分析其双重d-q子谐波空间及电压矢量空间状态分布的基础上,进行空间矢量脉宽调制算法死区效应的研究。然后,以五相永磁同步电机矢量控制算法为例,根据仿真中设置不同的死区时间得到的电压谐波含量,验证理论分析的正确性,同时对其电流控制方案进行改进,实现双重d-q空间下的谐波电流闭环抑制,从而对VSI系统死区效应进行补偿,达到了消除电机电流中低次谐波的目的。计算机仿真和硬件在环半实物实验结果均验证了该方案的正确性和有效性。     

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。     

3H桥开关次数均衡死区消除SVPWM

针对死区时间引起H桥拓扑各桥臂输出电压波形偏离给定参考电压的问题，根据一个开关周期内调制波与输出电流极性提出了具有12种导通状态的新型开关方式。基于新型开关方式提出了3H桥开关次数均匀分布死区消除SVPWM方案。以三相感应电机作为负载，推导出采用死区消除SVPWM后，在输出电流过零处工频与高频工作桥臂具有的天然死区时间。MCU输出各桥臂上下开关管相位互差180°SVPWM信号以及表征调制波与输出电流极性的电平信号，而后信号经FPGA处理后获得死区消除SVPWM信号。实验结果中给出了在相同参考电压下，采用死区消除SVPWM时输出电压最大偏离给定电压在1.3%左右，而采用有死区SVPWM时最大偏离给定电压在23%左右。由此可见，由MCU与FPGA相结合的数字系统能够很好地实现开关次数均衡死区消除SVPWM策略。     

电磁搅拌电源死区补偿系统设计与实现

电磁搅拌电源输出低失真电流波形是电磁搅拌器负载产生标准的旋转磁场并能长期可靠运行的重要保证. 电磁搅拌专用电压型逆变器由于死区的存在不可避免地会对输出电流波形造成影响.针对电磁搅拌专用电压型逆变器 死区的影响,对电压逆变器所必需的死区时间和其特性效应进行了分析.根据死区效应分析,结合电磁搅拌负载系统 自身属重感性负载,设计了一种实时调整每个载波周期中的实际IGBT导通时间的补偿方法,达到消除死区效应影响 的目的,并且通过试验验证了所采用方法可以有效改善输出电流的波形畸变,降低输入至电磁搅拌器负载中电流的谐 波含量.     

基于PID控制的逆变器死区效应补偿新方法

针对死区效应补偿中存在的正弦脉宽调制（SPWM）逆变器非理想特性造成的死区补偿电压幅值难以准确获得的问题,提出了一种新的基于PID控制的死区效应补偿方法.该方法在负载参数已知的条件下,根据指令电压有效值等效确定指令电流有效值作为控制目标,利用PID控制器在线自适应调整死区补偿电压的幅值.仿真和实验结果表明,该方法对死区效应的补偿效果较好,能显著地改善负载电流的波形.     

不同绕组型式双Y移30°六相永磁同步电机建模与谐波电流优化控制

基于空间矢量解耦方法,建立绕组正弦和非正弦分布的双Y移30°六相永磁同步电机旋转坐标系下数学模型;为了减小谐波子空间电流,研究了谐波电流闭环控制和谐波电压开环控制两种控制方法,得出两种控制方式下相电流FFT分析结果。仿真和实验结果表明:谐波电流闭环控制方式对绕组正弦和非正弦两种电机具有更好的电流谐波控制效果,可以减小系统损耗,该方法更适合于双Y移30°六相永磁同步电机的控制。     

PMSM交流伺服系统死区效应补偿策略与实现

永磁同步电机控制系统中存在死区效应,这将引起电流发生畸变,从而可能导致系统在低速运行中的不稳定.分析了死区效应对系统影响,在传统平均死区电压补偿方法的基础上,提出了一种在线电压补偿和零电流钳位技术相结合的方法,以削弱死区效应来补偿电压并获得连续电流改善电流波形.实验结果表明,补偿策略是有效与实用的.     

矢量控制永磁同步电机的死区补偿分析

文章用平均电压的方法分析了SVPWM逆变器的死区效应以及死区效应对控制系统运行性能的影响,尤其是相电流的零电流箝位现象与相电压的畸变情况.同时介绍了死区补偿的一种实现方案,补偿后的电流波形证明了这种方法的可行性.     

矢量控制永磁同步电机的死区补偿分析

文章用平均电压的方法分析了SVPWM逆变器的死区效应以及死区效应对控制系统运行性能的影响，尤其是相电流的零电流箝位现象与相电压的畸变情况。同时介绍了死区补偿的一种实现方案，补偿后的电流波形证明了这种方法的可行性。     

交流伺服系统逆变器死区效应分析与补偿新方法

死区效应的存在使得逆变器输出电压和电流不能跟踪参考电压和电流,同时输出增加了谐波分量,使系统的输出转矩存在很大脉动,尤其电机在低速运行时,可能导致系统的不稳定。针对此问题分析了死区效应对于交流伺服系统的影响,特别是低速运行时对电流波形的影响。提出了一种新型的在线延时补偿算法,该算法可以省掉开关器件没有必要的开通和关断,且不需要任何额外的硬件电路和离线的实验测量,具有实现简单、输出波形谐波含量小等特点,较好地降低了系统在低频时输出电流的脉动。仿真与实验表明该算法有效、可行。     

PWM死区对永磁同步电动机低速运行性能的影响

电动机驱动控制中,PWM死区引起绕组电流波形畸变,增大电动机输出转矩和转速脉动.电动机转速越低,PWM调制深度越小,死区影响越显著.从输出电压波形、输出合成电压矢量两个方面,对电动机低速运行情况下PWM死区的影响进行了细致分析,指出死区导致逆变器输出电压矢量波动,直接影响电动机低速运行性能.     

基于扰动观测器的逆变器死区补偿方法研究

为了减小永磁同步电机矢量控制系统中由PWM逆变器死区效应引起的电流波形失真,对死区效应产生的原理以及影响进行了详细分析,设计了一种新的基于扰动观测器的在线死区补偿算法。该方法在两相旋转坐标系下对误差电压幅值进行估计并补偿,无需增加额外的硬件电路与电流极性检测,简单且易于实现,并且利用MATLAB对该方法进行了仿真。结果表明,该方法能够有效地抑制高次谐波电流分量,减小电机转速的波动。