[發明專利]基于脈寬調整的三相逆變器死區效應雙邊補償方法

有效

• 申請號: 201711411722.6
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN108075678B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 趙萬華;楊曉君;杜洋洋;郝曉燕;梁滔;權力
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/38;H02M1/12
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權

本發明展示了基于脈寬調整的三相逆變器死區效應雙邊補償方法，包括以下步驟：1.判斷三相逆變器中驅動橋臂的電流方向；2.在驅動橋臂的三角波的上升沿和下降沿分別對脈沖寬度進行相應的修正補償調整，得到死區效應補償后的開關信號，驅動橋臂導通或關斷。本發明能夠防止電流和電壓波形畸變，從而大大降低頻率為電流基頻6倍的扭矩諧波。本發明實現快速有效的死區效應補償，為配置較低的伺服驅動系統死區補償提供可能，擴大了方法的應用范圍。特別適合基于電力電子技術和數字控制技術相結合的數控機床伺服驅動等精密控制系統中逆變器的死區補償。

技術領域

本發明涉及死區補償算法領域，具體為基于脈寬調整的三相逆變器死區效應雙邊補償方法。

背景技術

功率器件存在開關延時，若同一橋臂一個器件需要關斷而未關斷，與之互補的器件導通，會造成直通，損壞器件。為防止逆變器直通，需要在逆變器橋臂導通切換之間設置死區時間。死區時間的設置，引入了低次諧波成分，使輸出電壓/電流波形畸變。由數學推導可得，死區效應造成的諧波主要集中在5次和7次諧波。死區時間占開關周期的比例會影響畸變程度。

目前死區補償方法有時間調整法和平均誤差電壓補償法。平均誤差電壓補償法著眼于輸出理想的電壓，對一個三角波周期對應的調制波進行整體調整，但會造成輸出波形延時。時間調整法著眼于輸出的有效脈沖寬度，調整橋臂開關通斷時間，此方法不會造成輸出延時，但系統運算負擔較大，對伺服驅動配置要求較高。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于脈寬調整的三相逆變器死區效應雙邊補償方法，能夠對死區效應進行實時準確補償，不僅能夠有效地降低5次和7次諧波，防止電壓和電流波形畸變，而且大大降低了原有算法的復雜程度，減少了系統的運算負擔，增加了對于配置較低的伺服驅動系統的普適性。

本發明是通過以下技術方案來實現：

基于脈寬調整的三相逆變器死區效應雙邊補償方法，包括以下步驟：

步驟1，判斷三相逆變器中驅動橋臂的電流方向；

步驟2，通過步驟1中所得電流方向的不同狀態，在驅動橋臂的三角波的上升沿和下降沿分別對脈沖寬度進行相應的修正補償調整，得到死區效應補償后的開關信號，驅動橋臂導通或關斷。

優選的，步驟2中，以電流流出三相逆變器方向為正方向，在驅動橋臂的三角波的上升沿和下降沿分別對脈沖寬度進行相應的修正補償調整如下，

1)當電流大于0時，對應三角波下降沿，上橋臂滯后關斷，下橋臂滯后導通；對應三角波上升沿，上橋臂提前導通，下橋臂提前關斷；補償后總脈沖寬度比原脈沖寬度減??；

2)當電流小于0時，對應三角波下降沿，上橋臂提前關斷，下橋臂提前導通；對應三角波上升沿，上橋臂滯后導通，下橋臂滯后關斷；補償后總脈沖寬度比原脈沖寬度增加。

優選的，步驟2中，以電流流出三相逆變器方向為正方向，總脈沖寬度為PwmU，死區時間為T_d，死區時間對應的脈沖寬度為Detalpulse，死區補償時間為T_d/2，死區補償時間對應的脈沖寬度為Detalpulse/2；在驅動橋臂的三角波的上升沿和下降沿分別對脈沖寬度進行相應的修正補償調整如下，

1)當電流大于0時，對應三角波下降沿，上橋臂滯后T_d/2關斷，下橋臂關斷驅動信號做相應調整，下橋臂滯后T_d/2導通；對應三角波上升沿，上橋臂提前T_d/2導通，下橋臂導通驅動信號做相應調整，下橋臂提前T_d/2關斷；補償后總脈沖寬度為PwmU-Detalpulse；