[發明專利]一種基于脈沖優化的新型死區補償方法及系統

在審

• 申請號: 201710596932.0
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107196498A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 周二磊;郝韓兵;陳強;趙峻嶺;朱思杰;李懿
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司淮北供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H02M1/38
• 分類號: H02M1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于脈沖優化的新型死區補償方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、電機主電路采用三相橋式電壓源型逆變器供電，電源為直流電源；

步驟二、PC機設定轉速信號，驅動電動汽車電機轉動后，轉速傳感器采樣得到實際轉速信號，電壓傳感器采樣得到電壓信號，電流傳感器采樣得到電流信號；

步驟三、采集的三相電流i_a、i_b、i_c經3s/2s坐標變換為兩相靜止坐標系下的電流信號i_α、i_β，此兩相靜止坐標系下的電流合成為電流空間矢量i_s，然后通過新型濾波器濾除電流的高次諧波后判斷電流空間矢量所在的扇區，即可判斷電流方向；

根據i_α=0，i_α=1.732i_β，i_α=－1.732i_β三條直線，將電流空間矢量平面分為六個區域；設定：

則電流空間矢量i_s所在扇區sec(i_s)由下式（1）確定：

sec(i_s)=4X+2Y+Z （2）

其中，X、Y、Z代表命題的真假；i_α、i_β為兩相靜止坐標系下的電流分量；

新型濾波器FIR_ω的傳遞函數如下式表示：

式中：k_r為增益，ω_cut為截止頻率，ω_m為電氣角頻率，s為復數變量；

步驟四、濾波后輸出的電流空間矢量引入死區補償模塊，得到逆變器輸出電壓u_an1/u_an2；

步驟五、將i_a>0時的實際輸出電壓u_an1與i_a<0時的實際輸出電壓u_an2輸入到空間矢量脈寬調制模塊，得到六路脈沖信號，從而控制功率器件的開通關斷，得到三相輸出電壓來驅動電機的運行；

步驟六、周期性判斷電流方向，并采用上述方法進行補償，使得逆變器實際輸出電壓u_an1/u_an2與理想輸出電壓u_an保持一致，即電壓偏差為零，從而避免了死區效應給輸出電壓帶來的影響，保證電機運行更加平滑，提高了輸出電流的正弦度。

2.一種實施權利要求1所述方法的基于脈沖優化的新型死區補償系統，包括PC機、直流電源、三相橋式電壓源型逆變器、驅動電機、控制系統、脈沖驅動裝置、電壓傳感器、電流傳感器和轉速傳感器，直流電源通過三相橋式電壓源型逆變器與驅動電機連接，在直流電源與三相橋式電壓源型逆變器間有電壓傳感器，電壓傳感器與控制系統輸入端連接；在三相橋式電壓源型逆變器與驅動電機之間的電源線上連接有電流傳感器，驅動電機通過編碼器、轉速傳感器將轉速信號傳送給控制系統；控制系統綜合給定轉速、電壓、電流信號與反饋轉速、電壓、電流信號輸入到空間矢量脈寬調制模塊，計算出空間矢量調制的占空比，通過光電轉換器輸出脈沖驅動信號到脈沖驅動裝置，脈沖驅動裝置與三相橋式電壓源型逆變器連接，其特征在于還包括死時補償裝置U3，所述的死時補償裝置U3包括死時補償模塊和新型濾波器；死時補償裝置U3的輸入端連接電流傳感器U8，輸出端連接DSP控制系統U4；

所述的新型濾波器FIR_ω的傳遞函數如下式表示：

式中：k_r為增益，ω_cut為截止頻率，ω_m為電氣角頻率，s為復數變量。