DPWMMIN调制方法的损耗分析及其非线性电压误差补偿策略

不连续PWM调制与传统空间矢量调制相比能够降低开关次数与损耗,提高变换效率.然而,死区效应、管压降会引起感应电机的相电压非线性误差,导致定子电流谐波畸变增加,转子磁链观测精度降低,且传统的基于占空比的补偿方法并不适用于不连续PWM调制.针对不连续最小值调制策略(DPWMMIN)的损耗与电压误差展开研究,首先对导通损耗与...     

基于阶梯碳交易的多微网电能合作运行优化策略

为了避免逆变器在运行过程中出现桥臂直通问题,器件的驱动时序中需要插入必要的死区时间。然而,死区会带来逆变器基波电压损失与畸变等问题。尤其当采用SiC MOSFET作为开关器件时,较高的开关频率使得波形畸变更严重,这使得传统应用于Si IGBT逆变器的死区补偿策略已经无法适用。为此,在传统死区消除策略的基础上,提出一种分段调制死区补偿策略。该策略通过建立的预测模型得到过零点处的电流纹波值,并以此划分电流过零区域和非过零区域。当输出电流处于非过零区域时,每相桥臂仅对有效器件进行开关动作,互补器件处于关断状态,以提高基波电压幅值;当处于过零区域时,针对死区时间、寄生电容等因素产生的误差,计算出等效脉冲补偿时间用于补偿误差电压,减少波形畸变。最后,仿真与实验结果证明了该补偿策略相较于传统的死区消除策略可减少低次谐波含量,改善输出波形质量,输出电压的THD可减少1.63%。     

矩阵变换器双电压合成策略的非线性补偿法

为减少矩阵变换器因换流的延时、开关管的导通压降对输入、输出性能的影响,基于双电压合成调制策略,对四步换流的死区效应、管压降形成的机理进行了定量分析,得出了一种非线性补偿方法。该方法根据双电压合成策略由输入电压瞬时值合成输出电压的特点,将管压降产生的电压误差考虑到理想参考输出电压中得到新的参考输出电压,补偿因换流的延时引起输出电压误差所需的调制时间,并在dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验验证。结果表明,该非线性补偿方法不仅不需增加硬件及复杂的软件,简单易行,且减少了输出电流的谐波,改善了矩阵变换器的输出性能。     

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。     

电压源型PWM逆变器死区效应补偿策略研究

针对电压源型PWM逆变器的死区效应,提出了一种减小零电流钳位和寄生电容影响的死区补偿方法。分析了因死区时间和开关器件的非理想特性引起的误差电压,对因零电流钳位造成的电流极性检测不准进行了校正,并根据功率开关器件寄生电容引起的导通和关断延时,对补偿电压大小进行了调整。仿真结果证明,该补偿方法有效改善了电机的电流波形,提高了逆变器的输出性能。     

并网逆变器死区效应消去补偿方法研究

针对并网逆变器死区效应问题,在充分分析并网逆变器工作特点及零电流箝位现象的基础上,提出了一种新颖的逆变器死区效应消去补偿方法。该方法在非过零区域依据并网电流的方向选择有效开关管,屏蔽无效开关,在过零区域根据并网电流的大小进行前馈补偿。与传统死区消去和补偿方法相比,该方法充分考虑了零电流箝位现象,能够更好地抑制电流过零处逆变器输出电压波形畸变,有效消除了死区效应的影响,降低输出电压谐波含量,从而改善并网电流质量。利用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真验证,仿真结果证明了逆变器死区效应消去补偿方法的有效性和正确性。     

一种永磁同步电机矢量控制SVPWM死区效应在线补偿方法

在电压源型逆变器驱动的永磁同步电机系统中,开关器件的死区效应会导致电机电流畸变,电机转矩波动和额外功率损耗。该文详细分析由死区效应所引起的开关管导通时间误差和电机相电压的误差,并结合永磁同步电机d轴电流给定为零的矢量控制算法,提出基于q轴电流误差的死区时间在线补偿算法,所提算法无需电机和逆变器的精确模型,且未增加硬件电路。此外,将dq旋转坐标系下的参考电流变换到三相静止坐标系,利用参考电流可准确判定电流方向,解决了电流过零点附近方向不易判断的问题。最后,对传统死区补偿算法与所提出的在线补偿算法进行对比实验研究,实验结果验证了所提死区补偿策略能够较好地解决死区效应所引起的电流畸变问题。     

永磁同步伺服控制系统死区效应补偿方法

对永磁同步电动机控制系统逆变开关的死区效应进行分析。利用平均电压误差补偿法来补偿死区效应,并针对电流零位钳位现象,对平均误差电压补偿法进行改进,采用交、直轴电压来判断定子电流扇区并选择误差补偿电压分量的方法来补偿死区效应产生的定子电流畸变。     

基于空间矢量脉宽调制的永磁同步电机死区效应分析与补偿

逆变器死区时间使逆变器输出谐波分量增加,电压和电流发生畸变,甚至导致电机在低速下的不稳定运行。为解决上述问题,提出一种基于扰动电压检测的死区效应补偿策略。通过判断输出电压矢量角度获取三相电流方向,从而确定补偿电压矢量。同时,为提高输出波形质量,结合一种零电流钳位效应消除方法,可以同时补偿死区引起的误差电压和消除零点电流钳位现象。仿真和试验结果表明该方法能明显改善电流波形畸变,具有很好的实用价值。     

矩阵变换器直接空间矢量调制策略的优化

矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能.提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的驱动信号进行优化分配,降低器件的实际开关频率;为了消除换流延时对输出波形的影响,根据输入电压扇区和输出电流对驱动脉冲进行延时补偿;利用3个零矢量调制消除窄脉冲.实验证明,该方法可以较好地改善低调制比时直接空间矢量调制策略的输出性能.     

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。     

并网逆变器馈网电流谐波抑制策略研究

为防止桥臂直通而设置的开关延时(死区)会引起并网逆变器桥臂输出电压偏差(死区效应),使馈网电流中含大量低次谐波。为此,提出一种双重功能正弦脉宽调制(SPWM)策略,该策略将设置开关延时和桥臂输出电压偏差抑制同时进行,从根本上解决了由开关延时引起的馈网电流波形畸变问题。仿真和实验结果表明,所提策略可有效抑制并网逆变器馈网电流的谐波含量,实现馈网电流的高功率因数运行。     

永磁电机参数在线辨识及逆变器非线性补偿

针对电压源型逆变器的死区时间、动作时间、导通压降等非线性因素造成的永磁同步电机参数在线辨识误差,提出一种针对死区时间非线性因素的逆变器补偿方案,以及考虑导通压降的参数辨识优化方案。推导了电压源型逆变器非线性因素的模型与补偿策略,设置补偿时间补偿由死区时间、动作时间导致的电压误差;考虑到电压源型逆变器有源器件与二极管存在的导通电压与电流之间的线性关系,明确等效电阻问题,并分析其对参数辨识结果的影响;研究基于双稳态恒转矩算法的永磁同步电机在线辨识模型,验证算法辨识结果的高准确性,借此设计出等效电阻的计算方案。最后,对所提出的方法进行了实验验证。     

双重d-q空间下五相电压源逆变器空间矢量脉宽调制死区效应分析与补偿

电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)受到死区效应以及开关暂态过程等非线性因素的影响,导致负载电机定子相电流中含有低次谐波,畸变率较大。针对五相VSI系统,在分析其双重d-q子谐波空间及电压矢量空间状态分布的基础上,进行空间矢量脉宽调制算法死区效应的研究。然后,以五相永磁同步电机矢量控制算法为例,根据仿真中设置不同的死区时间得到的电压谐波含量,验证理论分析的正确性,同时对其电流控制方案进行改进,实现双重d-q空间下的谐波电流闭环抑制,从而对VSI系统死区效应进行补偿,达到了消除电机电流中低次谐波的目的。计算机仿真和硬件在环半实物实验结果均验证了该方案的正确性和有效性。     

基于窄脉冲消除的三电平逆变器矢量不对称死区补偿调制策略研究

针对三电平二极管中点钳位型逆变器因死区效应和窄脉冲造成的负载电流畸变问题,探讨死区补偿过程中一个开关周期相同矢量作用时间分配的不对称性,详细介绍矢量序列在非极端窄脉冲和极端窄脉冲情况下的处理方法。研究一个开关周期同时实现死区补偿和窄脉冲消除方法的矛盾性,提出一种不对称矢量作用时间死区补偿和窄脉冲消除分区执行的调制策略。若合成矢量在死区补偿指特区域内,系统根据交流侧电流方向进行非对称矢量作用时间死区补偿。对含有窄脉冲的矢量区域通过该非极端窄脉冲和极端窄脉冲的判断及消除方法进行处理。采用DSP和FPGA组成的控制系统对该调制方法进行实验。结果表明,该调制方法可有效地降低系统的谐波畸变率值,消除交流侧输出的极端窄脉冲,并解决死区补偿和窄脉冲抑制算法执行过程中相互干扰的问题。     

基于定子电阻自适应辨识的感应电机死区补偿

电压源型逆变器由于死区效应,导致输出发生非标准化、畸变化,影响感应电机的控制精确度,特别是无速度传感器矢量控制,同时造成电网侧能量的流失。为了减小死区效应产生的影响,列出误差计算公式,求得总延时时间。另外,对定子电阻进行自适应辨识,增加所求延时时间精确度的同时可以运用到电机矢量控制中。经过补偿误差电压,提高了控制性能,降低了对控制系统的影响。结果表明所提补偿策略对电流波形、总谐波失真具有改善作用。     

基于空间矢量PWM的死区效应分析与补偿

死区效应存在使得逆变器输出电压和电流发生畸变,同时增加输出了谐波分量,在低速运行时,可能导致系统不稳定.提出了一种补偿方法,可以同时补偿死区效应造成的误差电压并且消除了零电流钳位现象.该方法为提高电流极性检测的准确性,将三相电流的方向通过输出电压矢量角度获得.另外,将一种消除零电流钳位效应方法与上述补偿方法结合提高输出波形质量.仿真和实验结果验证了这种方法的正确性和可行性.     

五电平有源钳位型变换器SVPWM死区效应分析与补偿方法研究

针对五电平有源钳位型变换器SVPWM调制的死区时间会导致跨电平跳变电压尖峰，产生过高的dv/dt影响系统稳定性的问题，提出一种不影响SVPWM调制效果的死区跨电平跳变补偿方法。首先对死区寄生模态导致电压误差的产生原理进行分析，列举了所有跳变过程中寄生电流的导通路径，采用在特定参考电压限定开关模态、筛选开关序列和脉冲调整等方法，重新规划电流导通过程，分类消除了跨电平跳变现象。最后搭建了实验样机，通过仿真和实验的手段对补偿方法进行了验证，对相同条件下的实验结果进行快速傅里叶对比分析，证明提出的死区补偿方法对输出电压谐波含量只产生了0.51%的微弱影响，且能有效消除跨电平跳变电压尖峰，表明该方法能维持五电平SVPWM良好的调制效果的同时，消除跨电平跳变隐患。     

三相逆变器复合补偿研究

为改善死区效应和零电流箝位对输出波形的影响,提出了一种复合补偿方法。通过电流采样检测电流方向,调节开通、关断时间使输出波形与理想波形完全一致,消除了死区效应。计算出零电流箝位电压误差后通过电压补偿消除了零电流箝位造成的电压误差。在三相逆变器上验证了复合补偿方法。实验结果表明补偿后的逆变器输出基波有效值提高,电流波形畸变得到改善。     

一种用于三相逆变器死区效应的数字补偿方法

针对三相逆变电路的死区效应,提出了一种补偿时间的实时计算方法。详细分析了死区效应造成的电压畸变和由此带来的谐波电流。文中根据三相系统的对称性,采用只对其中一相电路进行死区补偿的方法。此外,结合F240DSP控制芯片,给出了对称型PWM死区效应的数字化补偿策略。实验结果表明,该补偿策略对由死区时间和开关器件的非理想特性造成的电压畸变有很好的补偿效果。该补偿方法的软件控制简单,适合用于三相逆变装置的死区补偿。