變頻器的死區(qū)補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣傳動技術(shù)，更具體地說，涉及變頻器的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 變頻器是電氣傳動技術(shù)中的一個關(guān)鍵部件，變頻器在實際的使用過程中存在死區(qū) 時間。死區(qū)時間的存在不僅使輸出電壓降低、電流波形失真、電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動，更嚴(yán)重的是它 將引起電機(jī)振蕩。如何對死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行有效補(bǔ)償，已成為高性能驅(qū)動系統(tǒng)中必須解決的關(guān) 鍵課題。
[0003] 現(xiàn)有死區(qū)補(bǔ)償?shù)幕痉椒ㄖ饕请妷悍答伝螂娏鞣答仯啻嬖跁r間上的滯后，在 補(bǔ)償死區(qū)時間引起的電壓偏差不具有瞬時性，補(bǔ)償?shù)闹凳墙?jīng)過平均值計算之后的，存在一 定的誤差，實時性較差。
[0004] 例如，申請?zhí)枮镃N200910214150. 1，題為"一種用于變頻器上的死區(qū)補(bǔ)償方法"的 專利申請掲示了一種用于變頻器上的死區(qū)補(bǔ)償方法。一種用于變頻器上的死區(qū)補(bǔ)償方法， 變頻器采用的電壓信號為二相靜止坐標(biāo)系電壓信號，所述方法包括：（1)把二相靜止坐標(biāo) 系電流Ia、I目轉(zhuǎn)變?yōu)镠相靜止坐標(biāo)系電流IA、IB、1C; (2)分別對H相電壓中的各相電壓 根據(jù)電流方向進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償；（3)對補(bǔ)償后的電壓，從H相靜止坐標(biāo)系電流IA、IB、1C轉(zhuǎn)變 為二相靜止坐標(biāo)系電流Ia、I目。
[0005] 申請?zhí)枮镃N201010566483. 3,題為"一種基于DSP控制器的死區(qū)補(bǔ)償方法"的專 利申請掲示了一種基于DSP控制器的死區(qū)補(bǔ)償方法，其包括；首先對DSP芯片進(jìn)行配置，使 得周期中斷中計算的比較值在定時器回零后起作用，而在下溢中斷計算的比較值在定時器 達(dá)到周期值后起作用；然后判斷相電流的方向，并計算理想驅(qū)動波形的開通點tl和關(guān)斷點 t2 ;最后根據(jù)相電流的方向?qū)Ρ容^寄存器進(jìn)行移位處理。
[0006] 申請?zhí)枮镃N201010520458. 1，題為"一種通用變頻器死區(qū)補(bǔ)償方法"的專利申請掲 示了一種通用變頻器死區(qū)補(bǔ)償方法，該方法包括如下步驟；（1)采集電機(jī)的H相電流信號 IU、IV、IW并采用硬件濾波和送入數(shù)字信號處理器中進(jìn)行數(shù)字濾波；（2)根據(jù)所檢測電流的 大小及正負(fù)對補(bǔ)償?shù)拇笮∵M(jìn)行線性處理，即當(dāng)一相電流為正向時，對應(yīng)該相電流逆變橋的 上橋臂化的開通時間相應(yīng)地增加一個死區(qū)時間，而對應(yīng)該相電流逆變橋的下橋臂Qy的開 通時間相應(yīng)地減少一個死區(qū)時間；當(dāng)該相電流為負(fù)向時，對應(yīng)該相電流逆變橋的上橋臂化 的開通時間相應(yīng)地減少一個死區(qū)時間，而對應(yīng)該相電流逆變橋的下橋臂Qy的開通時間相 應(yīng)地增加一個死區(qū)時間。
[0007] 上述的幾種補(bǔ)償方式中，均存補(bǔ)償不具有瞬時性和補(bǔ)償值是基于平均值因而存在 誤差的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明旨在提出一種基于最大值一中間值一最小值的死區(qū)補(bǔ)償方法，免去復(fù)雜的 計算，W提高補(bǔ)償?shù)膶崟r性。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提出一種變頻器的死區(qū)補(bǔ)償方法，包括如下的步驟：
[0010] 開關(guān)切換時間設(shè)置步驟，依據(jù)H相逆變電路中的開關(guān)管的導(dǎo)通或者關(guān)斷狀態(tài)，在 一個采樣周期中設(shè)置數(shù)個開關(guān)切換時間，該數(shù)個開關(guān)切換時間結(jié)合開關(guān)管的開關(guān)延時和死 區(qū)延時；
[0011] 電壓圖獲取步驟，根據(jù)開關(guān)切換時間、直流母線電壓、W及H相逆變電路中開關(guān)管 和二極管的壓降得到電壓圖，電壓圖中，在每一個開關(guān)切換時間中電壓為定值；
[0012] 電壓計算步驟，根據(jù)開關(guān)切換時間和開關(guān)切換時間中電壓的定值計算得到電壓的 最大值、中間值和最小值；
[0013] 開關(guān)切換時間計算步驟，根據(jù)電壓圖、最大值、中間值和最小值，在根據(jù)實際采樣 周期中確定每一個開關(guān)切換時間的實際時間。
[0014] 在一個實施例中，電壓圖獲取步驟中，電壓圖中在每一個開關(guān)切換時間中電壓為 定值，該定值為W下之一 ；±v〇r、±v〇2'或者0,其中v〇r為修正母線電壓vdc'的1/3， V〇2'為修正母線電壓Vdc'的2/3,所述修正母線電壓Vdc'是基于直流母線電壓Vdc的修 正電壓，對由于開關(guān)管和二極管的壓降進(jìn)行修正。
[0015] 在一個實施例中，最大值、中間值和最小值的計算方法為；各個開關(guān)切換時間中電 壓的定值的加權(quán)平均值。
[0016] 在一個實施例中，一個采樣周期包括兩個對稱的子周期，每一個子周期中的開關(guān) 切換時間互相對稱，兩個子周期中中間相的電流極性相反。
[0017] 在一個實施例中，開關(guān)管的開關(guān)延時包括上升延時和下降延時。
[0018] 在一個實施例中，H相逆變電路包括六個開關(guān)管W及對應(yīng)的六個二極管。
[0019] 在一個實施例中，數(shù)個開關(guān)切換時間包括；零電壓矢量時間TO、第一非零電壓矢 量時間T1和第二非零電壓矢量時間T2。
[0020] 零電壓矢量時間TO期間，所有的六個開關(guān)管全部導(dǎo)通或者全部關(guān)斷。
[0021] 第一非零電壓矢量時間T1期間，兩個開關(guān)管導(dǎo)通，四個開關(guān)管關(guān)斷。
[0022] 第二非零電壓矢量時間T2期間，四個開關(guān)管導(dǎo)通，兩個開關(guān)管關(guān)斷。
[0023] 本發(fā)明的變頻器的死區(qū)補(bǔ)償方法直接應(yīng)用電壓的最大值、中間值和最小值對死區(qū) 時間進(jìn)行補(bǔ)償，避免了復(fù)雜的算法，使得補(bǔ)償更加及時精確，能有效補(bǔ)償由于死區(qū)時間引起 的輸出電壓偏差，改善輸出電壓的波形，提高電壓利用率，減少輸出諧波含量，適用于H相 電壓源逆變電路中。
【附圖說明】
[0024] 本發(fā)明上述的W及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述 而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中：
[0025] 圖1掲示應(yīng)用本發(fā)明的方法的變頻器中的H相逆變電路的電路圖。
[0026] 圖2掲示了H相電壓的波形圖。
[0027] 圖3掲示了理想狀態(tài)下的電壓圖，其中不包括開關(guān)管的開關(guān)延時和死區(qū)延時，圖3 所示為一個采樣周期。
[0028] 圖4掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電壓圖，其中包括了開關(guān)管的開關(guān)延時和死 區(qū)延時，圖4所示為中間相電流極性為正的子周期。
[0029] 圖5掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電壓圖，其中包括了開關(guān)管的開關(guān)延時和死 區(qū)延時，圖5所示為中間相電流極性為負(fù)的子周期。
[0030] 圖6掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的邏輯示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 對死區(qū)時間進(jìn)行補(bǔ)償?shù)幕驹硎腔陔娏鞯臉O性和電壓的偏差。傳統(tǒng)技術(shù)中， 電壓的偏差是根據(jù)電壓的平均值進(jìn)行計算，偏差的電壓被平均到整個周期中，然后再添加 到矢量上來產(chǎn)生控制電壓進(jìn)行補(bǔ)償，一般需要轉(zhuǎn)化為dq坐標(biāo)系中的補(bǔ)償電壓。如此操作的 計算量較大，算法復(fù)雜，從而造成響應(yīng)速度較慢，無法做到實時補(bǔ)償。
[0032] 本方法提出一種基于電壓的最大值-中間值-最小值，根據(jù)電壓的最大值-中間 值-最小值和相電流的極性來直接補(bǔ)償輸出電壓偏差的方法。該方法根據(jù)電流的極性分析 實際開關(guān)電壓的間隔誤差，開關(guān)電壓的間隔誤差是由死區(qū)時間和口極驅(qū)動的延時導(dǎo)致的。 為了對電壓偏差進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，H相逆變電路的控制電壓在每個采樣周期內(nèi)分為最大 值、中間值和最小值。PWM的間隔由最大最小控制電壓作為一個零電壓開關(guān)間隔和兩個有效 電壓的開關(guān)間隔時間決定的。偏差電壓由中間電壓一相的電流極性和由電流極性而定的某 一有效的電壓開關(guān)間隔。開關(guān)的切換間隔是由零電壓和所補(bǔ)償?shù)挠行щ妷旱拈g隔兩者相加 得到。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該變頻器的死區(qū)補(bǔ)償方法包括如下的步驟：
[0034] 開關(guān)切換時間設(shè)置步驟，依據(jù)H相逆變電路中的開關(guān)管的導(dǎo)通或者關(guān)斷狀態(tài)，在 一個采樣周期中設(shè)置數(shù)個開關(guān)切換時間，該數(shù)個開關(guān)切換時間結(jié)合開關(guān)管的開關(guān)延時和死 區(qū)延時。一個采樣周期包括兩個對稱的子周期，每一個子周期中的開關(guān)切換時間互相對稱， 兩個子周期中中間相的電流極性相反。