[發(fā)明專利]基于瞬時電流和精細化電壓補償?shù)乃绤^(qū)補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410650339.6
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104362881B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金雪峰;田凱;宋鵬;張策;劉洋;王自滿
• 申請（專利權(quán)）人: 天津電氣科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/539
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變頻器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于瞬時電流和精細化電壓補償?shù)乃绤^(qū)補償方法。

背景技術(shù)

在設(shè)計逆變器時，電力電子功率器件常采用MOSFET、IGBT、IGCT等(簡稱開關(guān)管)，為防止開關(guān)管上下橋臂出現(xiàn)直通，通常需設(shè)置一個死區(qū)時間以延遲開關(guān)管的導(dǎo)通。但使，死區(qū)時間在逆變器輸出電流的作用下，會使實際輸出電壓與給定電壓產(chǎn)生偏差，從而導(dǎo)致輸出電流波形發(fā)生畸變和電機的轉(zhuǎn)矩脈動，在輸出電壓較低時這種影響最為嚴重。

現(xiàn)有死區(qū)補償方法大體分為硬件補償和軟件補償兩類。硬件補償大體分為電壓檢測補償和電流極性檢測補償：電壓檢測通過實時采集到的輸出電壓與給定進行比較，將誤差反饋到給定通道進行補償；電流檢測通過硬件電路實時檢測電流極性，判斷補償電壓，由于硬件補償方法需要額外的硬件電路，使成本增加，所以在實際中比較少見。軟件補償大體上分為兩種：(1)通過計算需要補償?shù)碾妷浩骄颠M行補償，該方法簡單易行，但對于電流過零點附近的補償效果不佳；(2)通過在每個PWM周期內(nèi)采集電流極性實時對輸出電壓進行補償，補償效果取決于電流采樣的準確性和實時性，若電流檢測不準或滯后時間過長則導(dǎo)致補償不準，使死區(qū)影響加重。例如，中國專利00122378.X名稱為“變頻器的死區(qū)補償方法”中公開了一種通過電流矢量變化估測電流過零點的方法；文獻(孫昌志，逆變器死區(qū)時間對異步電機轉(zhuǎn)矩脈動影響及消弱辦法)提出常用的逆變器死區(qū)補償方法。但是，這些方法都沒有考慮采樣延時和電流過零點處給逆變器死區(qū)補償帶來的影響，其采樣一般電流采樣方法，若采樣時間過長，雖然濾除了噪聲和毛刺，但滯后時間長，不能反映當前電流實際值，若采樣時間過短，雖然能較好的貼近當前電流值，但是無法避免毛刺和噪聲的影響，影響了采樣電流準確性和實時性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、實時性強且準確性高的基于瞬時電流和精細化電壓補償?shù)乃绤^(qū)補償方法。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于瞬時電流和精細化電壓補償?shù)乃绤^(qū)補償方法，包括以下步驟：

步驟1、采用瞬時電壓電流模型計算當前時刻電流；

步驟2、根據(jù)兩種電壓伏秒等效模式分別計算死區(qū)補償時間；

步驟3、將得到的死區(qū)補償時間轉(zhuǎn)化為電壓給定附加到三相輸出給定電壓上，完成死區(qū)補償。

而且，所述當前時刻電流的計算方法為：

I＝Ix+(UxT-Ix*Rs-ωψx-Ucom)*dT/Lo’

其中，Ix為逆變器輸出電流瞬時采樣值，UxT為逆變器出口處的電壓，Lo’＝(Lso+Lro)*Lm/Lr，Lso為定子漏抗，Lro為轉(zhuǎn)子漏抗，ωψx為由轉(zhuǎn)子磁場感應(yīng)出的定子側(cè)相電壓，Ucom為電機公共點處共模電壓，dT為采樣等效延時，x＝a,b,c。

而且，所述死區(qū)補償時間Tc按以下方法計算：

(1)當CB＝1，I′_A≥0或CB＝0，I′_A<0時

T_c＝T_d+T_on

(2)當CB＝1，I′_A<0或CB＝0，I′_A≥0時

T₁＝C*U_dc/I′_A

若T₁>T′_d，

若T₁≤T′_d，T₂＝T₁/2

補償時間T_c＝T_off+T₂；

其中，Td為硬件設(shè)定的死區(qū)時間，T′_d為實際死區(qū)時間，T′_d＝T_d+T_on-T_off，Ton為上管開通延時,Toff為開關(guān)管關(guān)斷延時,C為功率管結(jié)電容和等效分布電容值，CB＝1表示三角形載波下降段，CB＝0表示三角形載波上升段，I′_A為計算出的當前實際電流。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1、本方法通過瞬時電壓電流模型計算出采樣滯后期間的電流變化量，相比于一般電流采樣方法，避免了一般電流采樣滯后帶來的誤差，在一定程度上改善了采樣電流準確性和實時性。