变频器逆变单元死区效应分析及其补偿

在SPWM控制的变频器中,死区的加入会使输出电压和电流波形发生畸变,使谐波分量增加。详细分析了死区对逆变器输出电压基波的影响,并在尽量不增加通用变频器硬件基础上,提出一种具有自适应零点调整的电流反馈型补偿方法。通过TMS320F2808 DSP芯片实现补偿算法,在5.5kW异步电机上验证了该补偿算法的有效性。     

变频器逆变单元控制死区时间的补偿

分析了导致逆变单元非线性畸变的控制死区时间对系统的输出电压、输出电流和运行稳定性的影响,指出这些影响在功率器件的开关频率较高或死区时间较大时是不能忽略的.在分析了传统死区时间补偿方法的缺点之后,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补偿方法.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.补偿结果表明,该方法特别适用于工作在低频状态时的系统和小容量系统.     

一种异步电动机静止状态下参数辨识的改进方法

基于异步电动机的非对称T型模型,提出一种电动机静止状态下参数辨识的改进算法。分析并指出逆变器死区只对输出电压有功分量产生影响,并通过对死区自适应补偿方法辨识出电动机参数,提高了辨识的准确度。考虑到趋肤效应的影响,给出通过两次注入相同转差频率、不同幅值的单相交流电流,并通过对误差电压进行对消的自适应算法辨识出转子电阻;基于等效空载的方法,注入极低频率的单相交流电流使电动机在静止状态与空载旋转状态等效,避免了转子电阻的影响,从而更精确的辨识出互感。将所测量参数与利用传统方法测量的参数进行对比,并将参数用于无速度传感器矢量控制,验证了该算法具有较高的精确性、实用性和鲁棒性。     

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%。     

H桥级联型多电平高压调速系统低速畸变补偿控制技术

H桥级联型多电平高压交流调速系统在低转速运行工况下,变频器处于低幅值调制比逆变状态,加之死区效应等非线性因素影响,导致变频器自身输出电压会出现严重畸变。针对这个问题,提出一种含定子电流畸变补偿的复合矢量控制技术,并详细介绍含畸变补偿矢量控制技术的设计原理与应用过程,包括转速变化情况下的电动机定子电流的谐波分量提取,以及畸变校正补偿的具体实现。同时,利用最小二乘法,推导出一种基于PID的时滞补偿器以改善系统响应输出特性。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型进行仿真研究,并在搭建的小型样机平台上进行试验验证,效果良好,仿真与试验结果证明了所提方法的有效性。     

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.     

基于逆变器死区特性的永磁同步电动机系统的自适应变结构控制

永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成，每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性；同时PWM逆变器因死区的存在，在低速以及调制频率很高时，死区特性将会导致逆变器输出电压含有很大的谐波分量，使转矩发生很大的脉动，甚至可能导致系统不确定。采用自适应变结构控制策略消除逆变死区的影响。首先详细分析逆变器死区的特性，建立死区的数学模型和整个系统的非线性模型，在死区模型中，给出变化和影响系统性能的参数；根据模型的特点，采用自适应滑模变结构控制算法，实现死区补偿和非线性控制，这种方法不需要测量死区的参数，具有死区补偿和非线性控制，这种方法不需要测量死区的参数，具有较强的鲁棒性，可使系统全局稳定并且达到准确的位置跟踪。对所提出自适应律和滑模控制方法，利用Lyapunov稳定性理论，证明了系统的稳定性和收敛性。利用MATLAB进行了系统仿真，仿真结果证明了方法的有效性和可行性。     

基于自适应补偿的异步电机静止参数辨识方法

在异步电机调速系统中,电机参数的精度直接影响着系统的控制性能。为了获得准确的电机参数,提出了一种异步电机在静止状态下的参数辨识方法。采用了一种自适应的方法对器件的非线性进行补偿,从而提高了算法的辨识精度和鲁棒性。考虑到电机的磁滞效应对电机互感的影响,在传统单相交流实验的基础上叠加1个直流电流,利用此直流电流先将电机磁场激励起来,从而准确地辨识出电机在额定励磁情况下的互感值。最后实验证明了此方法可以准确辨识出电机的全部参数。     

基于两自由度内模电流控制的死区时间补偿

死区时间是影响交流调速低速性能的主要原因之一,本文提出一种两自由度电流控制补偿死区时间方案,并将其应用于矢量控制系统中。首先,将逆变器死区时间引起的误差电压看成扰动,在S域中建立逆变器模型和电机动态逆电流模型,然后通过幅值和相位裕度来设计两自由度控制器。仿真结果表明:本文所提出的两自由度控制器能对死区时间引起的误差电压进行补偿,进而消除了电流畸变。     

基于新型高频纹波电流补偿方法的内置式永磁同步电机无传感器控制

高频方波信号注入法已广泛运用于内置式永磁同步电机（IPMSM）无位置传感器低速控制中，该方法可以避免使用滤波器且明显提高系统带宽。然而，在轻载或空载等基波较小时，当逆变器的死区效应使高频电流响应出现畸变，此时逆变器的非线性将会严重影响高频注入法的位置估算精度。针对上述问题，该文重点分析逆变器非线性对IPMSM高频方波注入法的影响，提出一种新型高频纹波电流提取和补偿方法，有效降低死区的影响，提高注入电压的效率，抑制逆变器非线性引起的位置角度误差。通过仿真和实验结果证明，与传统方法相比，该方法可以在注入相同电压幅值的情况下有效降低位置估算误差，验证了所提出方法的可行性和有效性。