谐波域死区效应分析及补偿方法的研究

针对有源电力滤波器存在的死区问题,本文从基波域和谐波域进行定量分析,并利用死区效应影响系数,对不同死区时间及开关频率等条件下死区对有源电力滤波器(APF)输出的影响进行深入研究。结合工程经验及APF工作的特点,比较研究了3种实用的死区补偿方法,包括:无死区开关控制模式、新型电流反馈死区补偿方法及死区时间在线预补偿方法。为验证该文所述死区补偿方法的有效性,在实验室搭建注入式混合型有源电力滤波器实验平台,实验结果表明,采用该文所述死区补偿方法后,死区的不良影响得到了有效抑制。     

一种用于单相逆变器的正弦死区时间优化策略

此处提出了一种有别于死区补偿策略和死区消除策略的新型正弦化死区时间的优化策略。正弦化死区时间即死区时间宽度在半个工频周期内呈正弦规律变化,且相位与桥臂输出电流相位相同。并在正弦死区时间过零区域内插入一段固定死区时间,以确保系统安全可靠运行。优化后的死区时间使死区效应产生的误差电压中以基波成分为主,仅含微量的低次谐波成分。通过引入双重傅里叶分析建立了正弦化死区时间与传统固定死区时间的统一数学模型。并通过定义变化死区分布角来进一步分析变化死区对输出电压中基波和低次谐波的影响。搭建了一个1 kW的单相全桥逆变器。实验结果表明,所提正弦死区时间优化策略可以最大限度地减少低阶谐波成分的产生,从而证明了所提策略的有效性。     

母线保护对死区故障的优化解决方案

母线保护为母联死区故障设置了母联死区保护功能,没有为支路死区故障设置支路死区保护功能.介绍了现有的母联死区保护功能,提出了母线保护装置同时接入母联开关两侧的电流互感器,设置母联死区差动保护功能的改进方案,解决了母联合位死区保护没有选择性、故障切除范围大的问题.介绍了母线差动保护与线路保护在支路死区故障发生时的动作行为,指出了母线保护设置支路死区保护功能的必要性,分析了支路死区保护功能的动作行为.针对支路死区保护功能存在的误动风险提出了相应的解决方案,避免了不必要的开关跳闸,提高了母线保护动作行为的选择性.     

有源电力滤波器死区问题及其补偿对策

为了解决对有源电力滤波器存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关频率条件下死区对有源电力滤波器输出的影响进行了研究。结合工程经验和有源电力滤波器工作的特点,提出了电流反馈死区和无死区开关控制模式两种补偿方法,并通过实验室搭建的注入式混合型有源电力滤波器实验平台进行实验,结果表明,采用所述死区补偿方法,死区的不良影响得到有效的抑制,取得了较为理想的效果。     

特定消谐式逆变器无死区控制策略研究

特定消谐式逆变器在理论上能有效地消除谐波,但死区设置增加了输出电压的谐波含量。通过对特定消谐式逆变器换流机理的分析,研究了感性负载时死区对输出电压的影响。分别对提前关断死区加入方式、滞后导通死区加入方式和对称死区加入方式的工作过程进行了分析,得到相应的波形图和输出谐波幅值公式。提出了应用于特定消谐式逆变器的无死区控制策略,并分析了实现无死区控制的条件。在特定消谐式逆变器中应用无死区控制策略可以消除死区对输出电压的不利影响。     

新型近似无死区PWM逆变器开关控制方法及其特性分析

针对逆变器的死区补偿问题,研究了一种无电流传感器近似无死区逆变器开关控制方法.与传统逆变器死区补偿方法相比,该方法只需在逆变器输出电流正负跳变时加入固定的死区脉冲,大幅减少了死区脉冲个数,从而减小死区的影响.为了减小系统成本,采用简单的模拟电路来判别逆变器输出电流正负跳变时刻.深入分析了死区补偿方法的基波和低次谐波特性...     

三电平APF死区效应及其补偿策略研究

为解决三电平有源电力滤波器( APF)存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关状态条件下死区对APF输出的影响进行了研究.针对因存在死区使逆变器输出补偿电流波形在幅值和相位上产生偏差的问题,提出了通过电流极性判断的电流反馈型死区补偿方法,有效地解决了死区给有源滤波系统带来的补偿...     

三电平有源电力滤波器死区效应分析与补偿

针对有源电力滤波器(APF)的死区效应问题,在三电平APF等效开关电路的基础上,从死区效应生成原理出发,结合三电平开关状态方程,推导出死区时间与电流跟踪误差之间的线性关系,阐释了死区时间带来的影响。提出了一种死区补偿方法,给出了补偿方法的控制原理图,并从控制系统的闭环特性角度分析了系统的性能。对比了无死区系统与死区补偿系统的性能,发现后者具有更好的稳态性能。通过仿真和实验结果表明所提方法能有效抑制死区效应。     

单相特定谐波消除脉宽调制高频逆变器的死区补偿策略

由于死区时间的设置,开关管不能以理想时刻开断,导致逆变器输出波形发生畸变。为改善波形,需要进行死区补偿。以提前关断方式为例,深入分析高频逆变器在消除特定谐波脉冲宽度调制控制时,死区对特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)波的影响,给出了基波幅值和总谐波畸变率随死区时间的变化曲线。提出在正半周期内只对开关管S2和S3的触发脉冲设置死区,在负半周内只对S1和S4的触发脉冲设置死区的死区补偿策略,详细分析死区补偿阶段开关管及相应续流二极管的电流的工作状态。以功率MOSFET为例分析开关管的开通关断过程,并给出了死区时间设置的经验公式。最后,搭建仿真模型和硬件平台对所提死区补偿策略进行仿真和实验,结果表明该死区补偿策略有效缓解了由于死区所造成的波形畸变。     

母线死区保护的完善

介绍了母线电流死区故障和电压死区故障,阐述2种死区故障的解决方法,总结出一种简单可靠的母线电压死区保护的控制方法。     

一种新颖的基于死区时间在线调整的SVPWM补偿算法

提出了一种逆变器的死区补偿算法,以改善永磁同步电动机的电流波形。传统的SV-PWM死区补偿算法的前提是逆变器三个桥臂的死区时间相同并且不变,若要正确地消除死区效应必须准确地检测出电流的方向。本文所提出的补偿方案是分别独立地改变三个桥臂各自的死区时间,且死区大小由对应相电流的大小实时地计算出来,目的是使由死区引起的扰动电压矢量跟随电流矢量同步旋转。这种情况下,死区扰动电压矢量在d-q坐标系下的分量可由id和iq算得,死区补偿不再需要检测电流方向,这就避免了传统的补偿算法在相电流处于零附近时由于电流方向检测的不准而使得补偿效果下降。实验结果表明,所提出的方案能够有效地改善电流波形的正弦程度,且消除了传统方案需要检测电流方向的弊端,同时算法实现简单,具有工程实用价值。     

光伏并网逆变器死区效应研究

在并网逆变器中,为防止同一桥臂上的上下两个器件发生直通现象,必须注入微秒级的死区时间。死区时间越长,并网逆变器的工作越安全,但逆变器输出的电压波形质量会变差,同时对负载及电网造成不同程度的影响。因此有必要对死区效应进行深入研究。本文对死区效应进行了理论分析,研究了并网逆变器中死区时间对输出电压的影响,最后对并网系统的死区效应进行了仿真实验研究。     

永磁同步伺服控制系统死区效应补偿方法

对永磁同步电动机控制系统逆变开关的死区效应进行分析。利用平均电压误差补偿法来补偿死区效应,并针对电流零位钳位现象,对平均误差电压补偿法进行改进,采用交、直轴电压来判断定子电流扇区并选择误差补偿电压分量的方法来补偿死区效应产生的定子电流畸变。     

SVPWM控制逆变器死区补偿方法的研究

对三相桥式逆变器死区效应进行了理论分析,提出了一种基于SVPWM控制的逆变器死区补偿方法,有效改善了死区效应引起的电流畸变,且运算量小,简单实用。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,并在纯电动公交车上得到了成功应用。     

并联型APF死区效应分析及对策

针对并联型APF中逆变器存在的死区问题,从基波域和谐波域两方面开展定量分析,运用死区效应的影响指数,对不同死区时间及开关频率等条件下的死区效应进行仿真估计.通过分析逆变器上下桥臂的换流与输出电流流向的关系,结合并联型APF补偿输出为基波和谐波叠加的特点,提出在输出电流过零点附近设置正负对等的判断区间,仅在区间内的输出电流换向阶段加入死区,其他时间通过判断电流方向以封锁相应桥臂触发脉冲的死区处理方法,使得由于死区导致的误差脉冲仅存在于电流过零点附近,降低了死区效应的影响.仿真和实验表明,该方法适用于同时进行谐波和无功补偿的并联型APF.     

死区对电压型逆变器输出误差的影响及其补偿

针对电压型逆变器的死区效应,分析了死区对逆变器输出电压谐波和电流的影响,提出一种基于功率导通时间实时检测的死区补偿和电机相电压检测方法.为避免电流过零点的直接检测或间接预估,设计硬件电路直接检测功率管的导通时间,得到逆变器的实际死区时间,并在软件中进行补偿,同时得到电机实际的相电压.采用该方法得到的死区时间反映了开关器件导通和关断时间受结温和导通电流影响的特性,最后对上述方法进行了实验验证.     

一种用于三相逆变器死区效应的数字补偿方法

针对三相逆变电路的死区效应,提出了一种补偿时间的实时计算方法。详细分析了死区效应造成的电压畸变和由此带来的谐波电流。文中根据三相系统的对称性,采用只对其中一相电路进行死区补偿的方法。此外,结合F240DSP控制芯片,给出了对称型PWM死区效应的数字化补偿策略。实验结果表明,该补偿策略对由死区时间和开关器件的非理想特性造成的电压畸变有很好的补偿效果。该补偿方法的软件控制简单,适合用于三相逆变装置的死区补偿。     

计及寄生电容和纹波电流的电压源型逆变器死区效应与补偿方法

电压源型逆变器中固有的死区效应降低了输出电压的品质。为了精确补偿死区效应,需要建立死区效应导致的逆变器输出电压失真的精确模型。但是,已有死区效应模型没有考虑开关管等效并联电容和电感电流纹波对于死区效应的影响,导致死区补偿结果难以优化。本文通过详细分析和推导,发现寄生电容和纹波电流会影响输出电压的精度,并给出了输出电压误差的精确数学表达式。在此基础上,本文提出一种在线、自适应的死区精确补偿方法。最后,通过仿真和实验证明了本文分析的正确性和死区补偿方法的有效性。