[發明專利]一種三相電壓源逆變器死區補償方法及系統

有效

• 申請號: 202110579756.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113241983B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 倪榮剛;吳新振;房洪濤
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/08;H02M7/5387;H02M1/38
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 陸田

本發明公開了三相電壓源逆變器死區補償方法及系統，通過根據給定電壓u_α、u_β判斷參考電壓矢量所在的SVPWM扇區；獲得參考電壓矢量所在的扇區的兩個非零基本電壓矢量在一個PWM周期內的作用時間t₁、t₂；根據t₁、t₂以及逆變器死區時間t_D的大小關系，對作用時間t₁、t₂進行補償，補償后的作用時間為t_1n、t_2n；根據補償后的作用時間t_1n、t_2n，計算生成新的六路PWM信號，輸出至逆變器，從而控制逆變器六個開關管的通斷；本實施例的三相電壓源逆變器死區補償方法，補償精度高，補償效果好，可靠性高，且不需要附加任何的硬件，經濟成本低，可移植性高。

技術領域

本發明屬于電壓源逆變器技術領域，具體地說，是涉及一種三相電壓源逆變器死區補償方法及系統。

背景技術

SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空間矢量脈寬調制)調制三相電壓源逆變器帶純電阻或阻感負載運行時，為了提高其運行可靠性，避免三相電壓源逆變器同一橋臂上兩開關管同時導通造成直流電源短路，必需要在同一橋臂上下兩開關管的驅動信號中加入死區時間，而加入死區時間會導致逆變器輸出電壓波形畸變，諧波含量增加等死區效應，嚴重影響著控制系統的性能。

當前對于死區補償的研究已經從成本相對較高的硬件補償轉向低成本、移植性高的軟件補償。由于死區時間導致逆變器輸出的偏差電壓與相電流的極性相關，因此傳統的死區補償方法大多根據判斷相電流的極性確定所需要補償的電壓量，而低頻、輕載時，死區效應更加明顯，相電流的幅值很小，電流極性的檢測困難，檢測精度低，不可靠，容易造成誤補償，會進一步放大死區效應的影響。對于那些以提高電流極性判斷精度和繞開電流極性檢測為出發點的死區補償方法，不僅需要復雜的分析計算，而且補償后逆變器輸出電壓的幅值并沒有得到很好的改善，僅僅是通過降低了相電流的總諧波失真來衡量死區的補償效果，并沒有清晰的說明死區補償后對電壓波形畸變、總諧波失真的改善情況。

發明內容

本發明提供了一種三相電壓源逆變器死區補償方法，補償效果好，可靠性高，可移植性高，無需附加任何硬件設備，經濟成本低。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案予以實現：

一種三相電壓源逆變器死區補償方法，包括下述步驟：

(1)根據給定電壓u_α、u_β判斷參考電壓矢量所在的SVPWM扇區；

其中u_α、u_β分別是兩相靜止坐標系下α軸、β軸的電壓幅值；參考電壓矢量是兩相靜止坐標系下u_α、u_β的合成矢量；

(2)獲得參考電壓矢量所在的SVPWM扇區的兩個非零基本電壓矢量在一個PWM周期內的作用時間t₁、t₂；

(3)根據作用時間t₁、t₂以及逆變器死區時間t_D的大小關系，通過下述補償計算公式，計算補償后的作用時間t_1n、t_2n：

若滿足條件①：t₁＞t_D/2且t₂＞t_D/2，則

若滿足條件②：條件①不滿足，且t₁≥t₂，則

若滿足條件③：條件①不滿足，且條件②不滿足，且t₁＜t₂，則