并网逆变器死区效应消去补偿方法研究

针对并网逆变器死区效应问题,在充分分析并网逆变器工作特点及零电流箝位现象的基础上,提出了一种新颖的逆变器死区效应消去补偿方法。该方法在非过零区域依据并网电流的方向选择有效开关管,屏蔽无效开关,在过零区域根据并网电流的大小进行前馈补偿。与传统死区消去和补偿方法相比,该方法充分考虑了零电流箝位现象,能够更好地抑制电流过零处逆变器输出电压波形畸变,有效消除了死区效应的影响,降低输出电压谐波含量,从而改善并网电流质量。利用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真验证,仿真结果证明了逆变器死区效应消去补偿方法的有效性和正确性。     

基于占空比补偿的三相双Buck并网逆变器电流过零畸变控制策略

与传统三相桥式逆变器相比,三相双Buck并网逆变器无需加入死区,可避免引入额外的电流低频谐波。通常采用半周期控制,但半周期控制会造成电感电流在过零附近出现断续,使并网电流发生过零畸变。在电流过零附近采用全周期控制可以抑制过零畸变,但会使过零处电感电流纹波增大,不利于电感的设计,而且会带来额外的损耗。分析半周期正弦脉宽调制(SPWM)控制的三相双Buck并网逆变器电流过零畸变的原因,改变半周期控制的切换条件,并提出采用占空比补偿的控制方法。详细推导出电感电流断续阶段的理想调制波函数,改变过零附近的占空比,使得电感电流平均值在断续阶段呈正弦变化,从而抑制并网电流的畸变,同时使整个系统的效率得到保障。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

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%。     

三相并网逆变器的一种新型死区补偿方法

为解决三相并网逆变器由于死区效应而产生的电压误差扰动的问题,给出了一种在线检测的补偿方法。由并网逆变器的特性,并根据并网逆变器的数学模型,给出了一种无需判断采样过零点而直接得到死区补偿电压的补偿观测器。该方法减少了因相电流过零箝位造成电流方向检测不准引起的误差,改善了并网电流的质量。通过仿真和实验进一步验证了该方法的有效性。     

电压型逆变器分段死区补偿调制策略

针对电压源型逆变器中死区效应引起的电流谐波畸变问题,提出了一种分段混合式PWM死区抑制策略。一方面在电机定子电流的非过零区域根据电流方向仅动作一个桥臂,实现了死区消除,并针对由器件导通压降与开关延时产生的电压误差进行了修正;另一方面在过零区域采用脉冲等效时间补偿法抑制零电流钳位效应产生的非线性误差。此外在整个区域补偿开关管的开通关断延时及器件的导通压降造成的非线性误差。为了最大限度增加死区消除时间的占比,设计了上述两种调制策略之间的最优切换方法。仿真和实验结果表明,死区分段消除与补偿混合调制策略能够显著减小定子电流的谐波畸变率,并有效抑制死区效应对系统的影响,证明了该方法的有效性和实用性。     

光伏并网逆变器中的零电流箝位分析与补偿

分析了光伏并网逆变器中零电流箝位(ZCC)现象发生的原因,并从理论上预测了ZCC区域的边界。研究结果表明,不仅死区时间会引起电流在过零点处的畸变,且每个开关周期内开关管导通延迟时间所引入的额外伏秒损失,也会引起并网电流在过零点附近的畸变。为补偿这部分损失,此处提出了一种双脉冲补偿方法,它是在并网电流过零点附近,对开关器件采用固定脉宽加传统调制脉宽的改进型单极性SPWM方式,使ZCC现象得到了精确补偿,有效地消除了光伏并网发电系统中电流过零点箝位现象。以一台10 kW光伏并网逆变器为测试实例,验证了该补偿方法的有效性。     

并网逆变器死区补偿研究

为解决并网逆变器存在的死区效应,介绍了一种并网逆变器的死区补偿方法。分析了并网逆变器死区效应产生的原因,提出用带通滤波器滤除电流信号的纹波和干扰,根据滤波后的电流信号极性来确定PWM驱动信号的补偿量。给出了一种基于带通滤波器的死区补偿算法。试验结果表明,该算法能有效地补偿并网逆变器的死区效应,消除输出电流的交越失真。     

三相并网逆变器的控制与死区补偿

针对三相并网逆变器,详细分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)中死区效应对并网电流的影响,对死区效应引起的误差矢量进行数学建模.讨论了误差矢量与三相电流方向的关系.采用电流矢量来判断电压补偿扇区,避免了电流检测中出现多个过零点的现象,提高了补偿精度.最后,采用TMS320F2812控制芯片,结合功率解耦、电压前馈等控制方法补偿死区效应.在应用于风力发电的逆变器上得到了很好的效果.     

考虑零电流嵌位的永磁同步电机死区效应补偿方法

死区效应的存在使得电压型逆变器输出电压和电流不能跟踪参考电压和电流,相位发生变化,谐波分量增加,输出转矩脉动增大,尤其在电机低速运行时,可能导致系统的不稳定。深入分析了死区效应和零电流嵌位对输出电流的影响。针对电流过零区域极性判断不准从而导致误补偿的问题,提出在电流过零区域设置夹断区间,在夹断区间外采用固定值补偿占空比,在夹断区间内采用线性补偿占空比。通过TMS320F2812数字信号处理器(DSP)芯片实现补偿算法,在750W永磁同步电机上得到验证。仿真和试验结果表明,采用该方法可有效减小电流畸变、谐波分量及零电流驻留时间。     

基于模糊自适应PI策略的并网逆变器死区补偿

IGBT死区效应的存在使三相并网逆变器输出电流不能准确跟踪参考电流,导致系统控制性能较差,而传统的死区补偿方法在相电流过零时存在电流极性判断不准确的问题。针对以上问题,提出一种基于模糊自适应PI策略的三相并网逆变器死区补偿方法。该方案将扰动观测器应用到电流双环模糊自适应PI控制系统中,将死区效应引起的电压误差视为外部扰动,经过扰动观测器估算后,反馈到输入端用以抵消死区效应的影响。模糊自适应PI电流双环控制策略可以解决实际系统响应速度慢、动态特性差的问题。通过MATLAB/Simulink仿真和试验验证了所提方案能够有效降低死区效应的影响,提高系统动态响应。     

并网逆变器死区效应控制研究

通过分析逆变器的死区效应和电感输出电流正、负半周期时逆变器同桥臂上、下开关管的工作特点,得出仅在输出电流过零换向阶段加入死区,其他时间通过判断电流方向以封锁相应桥臂触发脉冲的无死区处理办法,使得死区效应导致的误差脉冲仅存在于电流过零附近,有效降低死区效应的影响。通过仿真验证了该理论分析方法的可行性和有效性。     

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。     

Research on Control of Dead-Time Effect on Grid-Connected Inverter

通过分析逆变器的死区效应和电感输出电流正、负半周期时逆变器同桥臂上、下开关管的工作特点,得出仅在输出电流过零换向阶段加入死区,其他时间通过判断电流方向以封锁相应桥臂触发脉冲的无死区处理办法,使得死区效应导致的误差脉冲仅存在于电流过零附近,有效降低死区效应的影响.通过仿真验证了该理论分析方法的可行性和有效性.     

基于指数趋近律滑模控制的逆变器死区补偿

为了削弱三相逆变器因开关死区、开关导通关断延迟等对并网电流的影响,在分析死区效应产生的平均误差电压的基础上,改变传统固定死区时间的设定方法,根据电流幅值自适应调整死区时间,建立了逆变器的死区补偿模型。在不需要进行电流极性检测基础上结合滑模变结构控制方法提出了基于指数趋近律滑模控制方法来设计电流控制器,利用反正切函数替代符号函数抑制了滑模控制所固有的抖振现象,实现了死区补偿和逆变器的鲁棒控制。利用TMS320F2812 DSP芯片实现补偿算法,在10 kW三相并网逆变器样机上验证了死区补偿算法的有效性。     

一种逆变器死区效应补偿方法

死区效应的存在使得逆变器输出电压和电流无法跟踪参考电压和电流,相位发生变化,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,可能导致系统不稳定。深入分析了死区效应和零电流箝位对输出电流的影响。针对电流过零区域极性判断不准从而导致误补偿的问题,提出在电流过零点设置夹断区间,在夹断区间外采用固定值补偿占空比,在夹断区间内采用线性补偿占空比。仿真及实验结果表明,采用该方法能有效减小电流的畸变和谐波分量。     

三相双Buck逆变器过零畸变问题与解决方法

双Buck拓扑克服了传统桥式拓扑上下桥臂的直通问题,将其应用于三相并网逆变器,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波,从而降低进网电流谐波含量,且外接快恢复二极管续流,减小了反向恢复损耗。然而,为消除电感的偏置电流以及提高逆变器效率,双Buck逆变器需采用半周期控制策略,导致了进网电流的过零畸变。针对带LCL滤波器的三相双Buck逆变器,分析半周期控制所导致过零畸变的原因,提出带纹波电流负反馈的半周期空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制方法,通过在过零点处改变空间电压矢量的基准,有效地消除了进网电流过零畸变,并讨论新型控制算法对系统稳定性的影响,通过仿真和实验验证理论分析。     

基于FFT的三电平逆变器的死区补偿策略

针对死区所带来的三电平逆变器输出电压和输出电流的畸变,通过分析死区效应的机理,对死区时间、功率器件的电压降、开通和关断时间如何影响三电平逆变器的输出电压进行了详细地论述,据此提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的三电平逆变器的死区补偿策略,该策略利用FFT对电流进行滤波以准确判断电流的极性,进而补偿死区。最后,基于三电平逆变器进行仿真验证,结果表明,所提出的采用FFT的死区补偿策略能够有效减小死区效应造成的电流畸变,改善零电流钳位现象。     

单相光伏并网逆变控制器的优化

针对单相光伏并网系统中直流母线电压纹波比较大的特点,提出一种新型的周期数组滤波器,对逆变电压环控制器的输出进行二次谐波分量的检测与滤除,有效地抑制电压纹波对并网逆变控制器中输出电流参考的不利影响,从而降低并网电流的畸变率.另外针对并网逆变器中滤波电感值随电流变化导致低功率输出时并网电流畸变较大的现象,在电流环控制器中加入串联电感补偿算法,改善逆变器在低功率输出时的并网性能.最后在3kW单相全桥光伏并网逆变器样机上的实验结果验证了所提出的周期数组滤波器和串联电感补偿控制算法的可行性.     

电压源型PWM逆变器死区效应补偿策略研究

针对电压源型PWM逆变器的死区效应,提出了一种减小零电流钳位和寄生电容影响的死区补偿方法。分析了因死区时间和开关器件的非理想特性引起的误差电压,对因零电流钳位造成的电流极性检测不准进行了校正,并根据功率开关器件寄生电容引起的导通和关断延时,对补偿电压大小进行了调整。仿真结果证明,该补偿方法有效改善了电机的电流波形,提高了逆变器的输出性能。     

基于模糊控制零电流钳位逆变器死区补偿

逆变器死区对于交流伺服系统产生很多不利的影响,如逆变器输出电压的畸变,电动机转矩的脉动和过热等,特别是逆变器低频输出时的零电流钳位将导致系统的不稳定。本文提出了一种新型模糊补偿算法,该算法能够提供精确的零电流信息,可以实时计算逆变器死区导致的误差电压,并通过前馈方式对误差电压进行补偿。该方法应用于SVPWM逆变器系统可以达到精确的输出电压补偿,并且可有效地消除零电流钳位现象,降低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。