逆变器死区效应对永磁同步电机效率的影响

分析了死区时间对逆变器输出电压和电流的影响以及分析了由逆变器死区效应引起的永磁同步电机(PMSM)中的谐波电流对系统效率的影响,进行了实验研究.表明采取死区补偿时的系统效率高于无死区外偿.     

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...     

基于输出电压扰动的自调整死区补偿及零低速优化策略研究

在传统死区补偿方式基础上,提出一种根据输出电压矢量幅值调整死区时间的补偿策略,在同步旋转坐标系下,通过调整输出电压矢量幅值和参考电压矢量幅值之间的扰动电压,获得最终的死区补偿时间,能够明显改善电流过流点时补偿不合理的现象;针对感应电机零低速控制稳定性和保证大负载转矩输出能力的问题,提出根据转矩电流反馈值实时调整死区补偿...     

一种脉冲式死区补偿方法的研究

死区效应广泛存在于电力电子开关器件控制中,死区时间的存在不仅影响了输出电压的准确度和输出电流的谐波特性,在有些系统中还会导致系统出现不稳定的状况。该文针对逆变器的死区效应进行详细分析,综合考虑开关管的死区时间、开关延时、通断损耗等问题对输出电压和电流的影响,提出一种脉冲式的死区补偿方法。不同于传统意义上的死区补偿方案,该补偿方法针对每个开关周期内的实际作用脉冲进行精确补偿。尤其在低速区域,在保证输出电压准确性的同时可降低输出电流谐波。最后,利用300kW大功率对拖电机平台进行验证,仿真和实验结果都证明了该补偿方案的可行性。     

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.     

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.     

近似无死区逆变器开关控制及特性分析

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,减小了死区脉冲个数,从而减小死区的影响。分析了本文研究的死区补偿方法的基波和低次谐波特性,指出减小死区时间可消弱死区及低次谐波对逆变器输出电压的影响。仿真及实验结果不仅验证了本文研究内容的有效性,而且还表明该死区处理方法可适用于单次频率域和谐波域。     

感应电机空间矢量PWM控制逆变器死区效应补偿

针对感应电机矢量控制系统,提出了一种可以补偿死区误差电压并消除零电流钳位效应的死区补偿方法。在分析了影响死区效应的因素以及等效死区时间的表达式的基础上,采用平均死区时间补偿法,在两相静止轴系中对等效死区时间产生的误差电压进行了补偿。为了提高电流极性检测的准确性,利用旋转轴系中的励磁电流和转矩电流分量经过坐标反变换,判断电流在两相静止轴系所处的扇区来决定需要施加的补偿电压。另外为了更好地消除由于死区时间而产生的零电流钳位效应,将一种消除零电流钳位效应的方法结合到上述补偿方法中。最后通过TMS320F2812 DSP芯片来实现补偿算法,并在11kW感应电机矢量控制系统中验证了补偿算法的有效性。     

Fully digital, vector-controlled PWM VSI-fed AC drives with aninverter dead-time compensation strategy

A dead-time compensation method in vector-controlled pulse width modulator (PWM) voltage source inverters (VSIs) is proposed. The method is based on a feedforward approach that produces compensating signals obtained from the I_d-I_q current and inverter output angular frequency references in the rotating reference (d-q) frame. It provides excellent inverter output voltage distortion correction for both fundamental and harmonic components. The correction is not affected by the magnitude of the inverter output voltage or current distortions. Since this dead-time compensation method allows current loop calculations in the d- q frame at a slower sampling rate, with a conventional microprocessor than calculations in the stationary reference frame, a fully digital. vector-controlled speed regulator with just a component current control loop is realized for PWM VSIs. Simulations and test results obtained for the compensation method are also described     

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...     

基于纹波电流计算的面装式永磁同步电机驱动系统逆变器死区补偿

对于电压源型逆变器,由于其功率开关管寄生电容的存在,使逆变器开关周期内输出电压上升和下降不再是瞬时实现,而传统的死区补偿方法并未考虑寄生电容的影响,不仅导致死区补偿效果欠佳,而且存在电流过零点判断困难及易产生过补偿的技术不足。为此,论文首先分析计及开关管寄生电容的逆变器死区效应,然后,针对面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统,详细推导其逆变器输出纹波电流的计算公式,提出基于纹波电流计算的逆变器死区补偿方法,并通过基于不同死区补偿方法的SMPMSM驱动系统建模、仿真和实验,验证了所提出的死区补偿方法的技术优势。     

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。     

电压源变流器死区效应分析及抑制策略

死区效应是引起电压源变流器非线性特性的主要因素之一,会导致变流器运行性能变差。深入分析了死区效应对变流器的具体影响及传统死区补偿方法存在的问题,提出一种基于新型无差拍控制的变流器重复控制策略,用于抑制死区效应。详细阐述了所提方法的控制结构和原理,对其死区补偿性能和稳定性进行了深入分析。所提方法能有效消除死区效应引起的电流谐波,并能校正输出电流的偏差,使其精确跟踪指令电流。相比于传统死区补偿方法,所提方法不需要额外的硬件检测电路或复杂的电流极性检测算法。实验结果验证了所提方法的正确性和优越性。     

一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法

为了简化三相并网逆变器的谐波补偿控制,同时提高并网逆变器对电网背景谐波电压的抗干扰性能,提出一种无谐波检测的三相并网逆变器谐波灵活控制方法,该方法将本地谐波补偿和抗电网背景谐波电压扰动在三相并网逆变器控制中予以统一考虑。所提控制方法可根据控制目标的不同,在谐波抑制和谐波补偿两种模式下灵活切换。谐波补偿模式,在不需要进行谐波电流检测的前提下,可实现对本地负载谐波电流的有效补偿,简化了谐波补偿时并网逆变器的控制操作;谐波抑制模式,可抑制电网背景谐波电压对逆变器输出电流的负面影响,从而提高并网逆变器的抗干扰能力。通过对同步旋转坐标系下控制器到静止坐标系的等效变换,建立了整个控制系统在静止坐标系的频域模型,分析了系统的频域跟踪特性和稳定性。仿真与实验结果证明了所提方法的有效性。     

A PI-type dead-time compensation method for vector-controlled GTOinverters

In the case of voltage-source gate-turn-off thyristor (GTO) inverters, the conventional dead-time compensation methods do not work well, since the terminal voltage of an inverter leg is not constant during the dead-time period, due to the presence of the snubber circuit. We propose a closed-loop dead-time compensation method that regulates the voltage error by a proportional-integral (PI)-type compensator. We show its superior performance by the reduction in current ripple and in the sixth harmonic component of the motor current in the synchronous frame     

一种感应电机转子时间常数MRAS的在线辨识方法

针对转子时间常数变化可能会导致感应电机磁场定向控制发生失调的问题,研究一种基于无功功率的模型参考自适应(MRAS)转子时间常数在线辨识方法。通过Popov超稳定性理论对辨识系统的稳定性进行分析,为了提高模型计算的准确性,采用一种在同步旋转坐标系中检测电流矢量角的死区效应补偿策略,以克服三相逆变器死区效应导致的相电压重构误差以及电流波形畸变的负面影响,并分析所研究的MRAS转子时间常数辨识方法对所涉及电机参数的敏感性。通过11 kW感应电机矢量控制系统进行实验,结果验证了辨识方法的有效性。     

IPMSM控制系统逆变器死区效应分析与在线补偿

为解决矢量控制凸极永磁同步电机系统低速和轻载时,电压源逆变器死区效应导致相电压和相电流低频谐波,零电流钳位效应以及转矩脉动等问题,在详细分析了死区效应的基础上,提出了基于双扰动观测器的在线死区补偿方法。该方法是在转子旋转坐标系下用双扰动观测器观测出扰动电压,将其前馈给指令电压进行补偿,且无需知道死区时间、功率器件开关延迟时间及导通管压降等。实验结果表明该方法能明显抑制电流低频谐波,削弱死区效应,提高系统低速轻载运行性能。     

一种用于SVPWM技术中的死区补偿方法

提出一种用于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的死区补偿方法。该方法根据电流极性及6个非零电压空间矢量间的位置关系,确定了所需补偿的电压空间矢量,仅需在每个PWM周期内对部分PWM脉宽进行修正就能有效改善由死区效应引起的输出波形畸变,减小误补偿随时间积累所产生的影响,减少CPU运行时间。最后通过TMS320LF2407A型DSP实现该补偿算法,并在110 kW感应电机变频调速系统中验证了其有效性。