專利名稱：：變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置及其方法，尤指一種利用軟件查表方式計算死區(qū)補償電壓值的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置及其方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)今工業(yè)應(yīng)用中最常用且能商品化的變頻器(inverter)控制技術(shù)，大略可廣義分為純量控制(scalarcontrol)與向量控制(vectorcontrol)兩種。雖然純量控制在速度動態(tài)響應(yīng)、控速比及控制精度等方面比向量控制為差，但由于純量控制的控制架構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)而且比較不容易發(fā)散，因此，在一些非伺服目的的工業(yè)應(yīng)用上仍然被廣泛采用。純量控制亦即電壓/頻率控制(V/fcontrol)，也稱為變壓變頻控制(variablevoltagevariablefrequencycontrol，VVVF)。一般而言，純量控制是一種開回路的控制方法，不需要反饋馬達的轉(zhuǎn)速。其基本原理為根據(jù)轉(zhuǎn)速命令調(diào)整馬達供應(yīng)電源的頻率，亦即變頻器的輸出頻率。因為馬達的磁通大小正是與此電壓與頻率的比值成正比，因此，也必須調(diào)整變頻器輸出電壓的大小，使得電壓與馬達運轉(zhuǎn)頻率的比值維持一定值，借此達成維持磁通大小并控制轉(zhuǎn)速的目的。雖然電壓/頻率控制是相當容易實現(xiàn)，然而在低頻輕載時，由于變頻器的輸出電壓極小，再加上切換開關(guān)上的壓降等等因素，造成變頻器輸出電壓上的誤差加劇，因此，馬達運轉(zhuǎn)在低頻輕載時的控制性能就變得較差。此外，在變頻器驅(qū)動電路中，由于功率芯片會有導(dǎo)通延遲(turn-ondelay)與截止延遲(turn-offdelay)的非理想現(xiàn)象，因此，實際上，功率芯片并不會在輸入命令到達后立即導(dǎo)通或截止。為了避免同一臂上兩芯片在非完全導(dǎo)通或截止狀態(tài)下發(fā)生短路的情況，須要在上下臂芯片導(dǎo)通與截止中間錯開，延遲一段時間，此段時間稱為死區(qū)時間(deadtime)或稱短路防止時間。短路防止時間的做法為將每一功率芯片(開關(guān))由截止至導(dǎo)通的瞬間往后延遲一時間，而此延遲的時間大小必須配合開關(guān)的切換速度。但是，加入短路防止時間后，變頻器輸出電壓的基本波成分會減少而低頻諧波成分會增加，當馬達低速運轉(zhuǎn)時，低頻諧波對馬達影響會更加明顯，特別是在開回路控制下，輸出電流將發(fā)生零點交越(zero-crossing)的死區(qū)現(xiàn)象，使得實際電流在零點交越時產(chǎn)生了失真。請參見圖IA為公知變頻器死區(qū)補償?shù)碾娐贩綁K圖，此種變頻器的死區(qū)補償方式為目前常用的補償方式之一。如圖所示，此一變頻器20A的死區(qū)補償方式利用偵測一馬達30A的三相電流計算所需的死區(qū)補償量。亦即，利用一電流偵測電路40A偵測該馬達30A的輸入電源電流，也就是該變頻器20A的三相輸出電流。該三相輸出電流由一死區(qū)補償模塊50A接收該變頻器20A的三相輸出電流，并根據(jù)該三相電流的極性，在每一相的脈沖寬度調(diào)制(PWM)參考命令值，加上或減去(視電流極性而定)一個修正量，使得產(chǎn)生的死區(qū)補償量為一與電流同相位的梯形補償曲線。此種變頻器的死區(qū)補償方式具有計算簡單的優(yōu)點，但其缺點是電壓補償量與梯形斜率會偏離理想值，導(dǎo)致輸出電流波形激變，使得馬達在轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生忽快忽慢的轉(zhuǎn)速不連續(xù)現(xiàn)象，此種失真現(xiàn)象在低頻輕載時(特別是IHz以下的輕載，甚至無載運轉(zhuǎn))會特別明顯。為了改善上述所提的馬達運轉(zhuǎn)在低頻輕載時的輸出電流波形激變現(xiàn)象，另一種也是目前常用的補償方式之一，如下所述請參見圖IB為公知變頻器死區(qū)補償?shù)碾娐贩綁K圖。此種變頻器的死區(qū)補償方式為采用電壓反饋的死區(qū)補償方式。亦即，此種變頻器的死區(qū)補償方式除了采用上述的補償方式外，另外再增加一電壓偵測電路60A。該電壓偵測電路60A用以偵測該變頻器20A的三相輸出電壓，并且求出其瞬時的電壓輸出差量。并根據(jù)該電壓輸出差量以及所偵測到的三相電流極性，求出電壓補償量及其補償量的方向。此種以電壓反饋方式進行死區(qū)補償?shù)姆绞?，輸出電流的波形接近純弦波，為平滑的補償曲線。相較于第一種變頻器死區(qū)補償方式(如圖1A)的補償量為一梯形，除了造成在高電壓輸出時梯形的轉(zhuǎn)折點處，會產(chǎn)生電流激變外，也由于梯形的補償量與真實補償量不一致，將產(chǎn)生電壓補償過大的問題。因此，此種變頻器的死區(qū)補償方式除了可得到高準確度補償量的優(yōu)點外，更可得到幾乎無失真的弦波電流，以改善馬達運轉(zhuǎn)在低頻輕載時的輸出電流波形激變現(xiàn)象。但其缺點是為了直接偵測以求出電壓輸出差量，必須額外增加該電壓偵測電路60A，故此，相較于第一種變頻器死區(qū)補償方式(如圖1A)來說，需要增加額外硬件電路的成本。因此，如何設(shè)計出一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置及方法，能使在不額外增加硬件電路的前提下，改善馬達運轉(zhuǎn)在低頻輕載時低頻電流激變的問題，并獲得更快速的輸出入即時響應(yīng)，為本發(fā)明所欲行克服并加以解決的一大課題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置。該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止狀態(tài)通過一柵極驅(qū)動電路推動，用以驅(qū)動一以變壓變頻(V/f)控制的感應(yīng)馬達，并且，該變頻器的三相輸出電流大小由一電流偵測電路偵測為一模擬偵測電流。該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元、一電壓頻率控制單元、一死區(qū)補償邏輯單元及一脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生單元。該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元連接該電流偵測電路，用以接收該模擬偵測電流，并轉(zhuǎn)換該模擬偵測電流為一數(shù)字偵測電流；其中，在速度閉回路架構(gòu)下，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元用以接收該感應(yīng)馬達的輸出頻率，并轉(zhuǎn)換該輸出頻率為一數(shù)字偵測頻率。該電壓頻率控制單元連接該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用以接收該數(shù)字偵測頻率，其中，在速度閉回路架構(gòu)下，同時也接收一外部頻率命令，并且將該數(shù)字偵測頻率與該頻率命令的誤差值，并根據(jù)該電壓頻率控制單元的電壓頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的參考電壓。該死區(qū)補償邏輯單元連接該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元與該電壓頻率控制單元，用以接收該數(shù)字偵測電流與該參考電壓，并輸出一電壓命令。該脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生單元連接該死區(qū)補償邏輯單元，用以接收并轉(zhuǎn)換該電壓命令，并輸出一脈沖寬度調(diào)制電壓命令至該柵極驅(qū)動電路。該死區(qū)補償邏輯單元包含一均方根值計算單元、一除法器、一第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元、一第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元、一乘法器及一加法器。該均方根值計算單元接收該數(shù)字偵測電流，用以計算該數(shù)字偵測電流的均方根值為一基底電流。該除法器連接該均方根值計算單元，用以計算該數(shù)字偵測電流與該基底電流的比值為一標么電流(或稱標幺電流)。該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元連接該均方根值計算單元，用以接收該基底電流，并根據(jù)該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的基底補償電壓。該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元連接該除法器，用以接收該標么電流，并根據(jù)該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的標么補償電壓。該乘法器連接該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元，用以計算該標么補償電壓與該基底補償電壓的乘積為一補償電壓。該加法器連接該乘法器，用以加總計算該補償電壓與該電壓頻率控制單元輸出的該參考電壓為該電壓命令。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償方法。該變頻器用以驅(qū)動一以變壓變頻控制(v/f)的感應(yīng)馬達。該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償方法的步驟包含首先，計算該變頻器輸出的三相電流瞬時值為一三相電流均方根值。然后，對一第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系利用查表方式，取得一死區(qū)補償電壓基準值。然后，計算該三相電流瞬時值與該三相電流均方根值的比值為一三相電流標么值。然后，對一第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系利用查表方式，取得一死區(qū)補償電壓標么值。最后，計算該死區(qū)補償電壓基準值與該死區(qū)補償電壓標么值的乘積為一死區(qū)補償電壓值。為了能更進一步了解本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而所附附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。40A電流偵測電路50A死區(qū)補償模塊60A電壓偵測電路Vs交流電源10整流器20變頻器30感應(yīng)馬達32編碼器40柵極驅(qū)動電路50電流偵測電路60模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元70電壓頻率控制單元80死區(qū)補償邏輯單元802均方根值計算單元804除法器806第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元808第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元810乘法器812加法器90脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生單元Ia模擬偵測電流Fc頻率命令Fm數(shù)字偵測頻率Im數(shù)字偵測電流Fi輸出頻率Vr參考電壓Vp脈沖寬度調(diào)制電壓命令I(lǐng)pu標么電流Vpu標么補償電壓SlOS50步驟Vc電壓命令I(lǐng)b基底電流Vb基底補償電壓Vcom補償電壓具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細說明，配合如下請參見圖2A為本發(fā)明的感應(yīng)馬達驅(qū)動系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速閉回路控制下的架構(gòu)圖。如圖2A所示，一三相交流電源Vs經(jīng)過一由多個二極管(未標示)組成的整流器(rectifier)10，將該交流電源Vs的交流電壓整流成為直流電壓。然后，為了消除整流后該直流電壓的電壓漣波，因此，在該整流器10之后加上一電容(未標示)，用以穩(wěn)壓濾波以產(chǎn)生一整流濾波后的直流電壓Vd。最后，通過一變頻器(irwerter)20，將該直流電壓Vd轉(zhuǎn)變成脈沖電壓形式以控制一感應(yīng)馬達30。該變頻器20可將固定電壓與頻率的該交流電源Vs轉(zhuǎn)換成適用于驅(qū)動該感應(yīng)馬達30可變速運轉(zhuǎn)的可變頻率、可變電壓或可變電流的交流電源。在本發(fā)明中雖以三相電流、電壓成份說明所公開的概念與實施例，但可利用坐標軸轉(zhuǎn)換，將a-b-c三軸坐標轉(zhuǎn)換成d-q兩軸正交坐標，將本發(fā)明所公開的概念與實施例基植在d_q兩軸正交坐標下，達成相同的技術(shù)手段。至于坐標軸轉(zhuǎn)換的技術(shù)為此領(lǐng)域技術(shù)人員可熟知的公知技術(shù)，故在本發(fā)明中不再贅述。本發(fā)明更公開一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置。該變頻器20內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止狀態(tài)通過一柵極驅(qū)動電路40推動，用以驅(qū)動一以變壓變頻(V/f)控制的感應(yīng)馬達30，并且，該變頻器20的三相輸出電流大小由一電流偵測電路50偵測為一模擬偵測電流。其中，該變頻器20內(nèi)部開關(guān)元件可采用具有強電流、高壓應(yīng)用和快速電壓型柵極全控功能的絕緣柵雙極晶體管(IsolatedGateBipolarTransistor,IGBT)或其他可實現(xiàn)相同功能的功率晶體管，如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，M0SFET)。此外，可通過安裝在該馬達30軸心上的一編碼器(encoder)32，偵測該馬達30的轉(zhuǎn)速，以提供在轉(zhuǎn)速閉回路控制下的速度反饋。并且，由于該馬達30的轉(zhuǎn)速正比于該馬達30的輸出頻率Fi，因此，可根據(jù)該編碼器32所偵測到該馬達30的轉(zhuǎn)速，得到所對應(yīng)的該馬達30輸出頻率Fi。該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元60、一電壓頻率控制單元70、一死區(qū)補償邏輯單元80及一脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生單元90。該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元60連接該電流偵測電路50，用以接收該模擬偵測電流Ia，并轉(zhuǎn)換該模擬偵測電流Ia為一數(shù)字偵測電流Lii；此外，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元60用以接收該感應(yīng)馬達30輸出頻率Fi，并轉(zhuǎn)換該輸出頻率Fi為一數(shù)字偵測頻率Fm。在轉(zhuǎn)速閉回路控制架構(gòu)下，該電壓頻率控制單元70連接該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元60，用以接收該數(shù)字偵測頻率Fm,同時也接收一外部頻率命令Fe。因此，該電壓頻率控制單元70將該反饋的數(shù)字偵測頻率Fm與該頻率命令Fc的誤差值(即頻率差)，根據(jù)該電壓頻率控制單元70的電壓頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的參考電壓Vr。該死區(qū)補償邏輯單元80連接該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元60與該電壓頻率控制單元70，用以接收該數(shù)字偵測電流加與該參考電壓Vr，并輸出一電壓命令Vc。該脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生單元90連接該死區(qū)補償邏輯單元80，用以接收并轉(zhuǎn)換該電壓命令Vc，并輸出一脈沖寬度調(diào)制電壓命令Vp至該柵極驅(qū)動電路40。此外，該死區(qū)補償邏輯單元80將配合圖3有更詳細的描述。請參見圖2B為本發(fā)明的感應(yīng)馬達驅(qū)動系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速開回路控制下的架構(gòu)圖。轉(zhuǎn)速開回路控制的原理與前述的轉(zhuǎn)速閉回路控制相似，然而，兩者最大的差異在于在轉(zhuǎn)速開回路控制架構(gòu)下，無須裝設(shè)速度反饋用的該編碼器32。因此，該電壓頻率控制單元70直接接收該外部頻率命令Fe，并根據(jù)該電壓頻率控制單元70的電壓頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的參考電壓Vr。后續(xù)的信號處理與前述的轉(zhuǎn)速閉回路控制相同，在此不再贅述。請參見圖3，為本發(fā)明脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置的一死區(qū)補償邏輯單元的內(nèi)部方塊圖。如圖所示，該死區(qū)補償邏輯單元80包含一均方根值計算單元802、一除法器804、一第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806、一第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808、一乘法器810及一加法器812。該均方根值計算單元802接收該數(shù)字偵測電流Im，用以計算該數(shù)字偵測電流Lii的均方根值為一基底電流讓。該除法器804連接該均方根值計算單元802，用以計算該數(shù)字偵測電流Lii與該基底電流Λ的比值為一標么電流Ipu。該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806連接該均方根值計算單元802，用以接收該基底電流rt，并根據(jù)該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的基底補償電壓Vb。該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808連接該除法器804，用以接收該標么電流Ipu，并根據(jù)該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的標么補償電壓Vpu。該乘法器810連接該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808，用以計算該標么補償電壓Vpu與該基底補償電壓Vb的乘積為一補償電壓Vcom。該加法器812連接該乘法器810，用以加總計算該補償電壓Vcom與該電壓頻率控制單元70輸出的該參考電壓Vr為該電壓命令Vc。值得一提，該死區(qū)補償邏輯單元80更包含一電流極性單元(未圖示)，該電流極性單元根據(jù)該電流偵測電路50偵測出該變頻器20的三相輸出電流極性，以決定所產(chǎn)生該補償電壓Vcom的增減方向，而提供正確的電壓補償量。請參見圖4A與圖4B分別為該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系曲線圖，其中該兩條曲線為大致單調(diào)遞增的函數(shù)曲線。如圖4A所示，橫坐標為該數(shù)字偵測電流加經(jīng)過該均方根值計算單元802提供均方根值計算所得的該基底電流Λ(單位為安培)，而縱坐標為該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系所得的該基底補償電壓Vb(單位為伏特)。值得一提，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用測量該變頻器20內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間，求得該基底電流Λ與該基底補償電壓Vb的轉(zhuǎn)換關(guān)系。此外，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，亦利用一軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，求得該基底電流Λ與該基底補償電壓Vb的轉(zhuǎn)換關(guān)系。值得一提，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)為利用內(nèi)插法(interpolationmethod)或預(yù)定數(shù)值分析的方法擬合為連續(xù)的函數(shù)，以提供完整的即時取樣電流與對應(yīng)電壓的關(guān)系。如圖4A所示，舉例說明之。當該均方根值計算單元802計算出該基底電流Λ為5安培時，則利用查表方式，可通過該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元806的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系直接得到該基底補償電壓Vb為5.06伏特；又或當該基底電流Λ為10安培時，則可直接得到該基底補償電壓Vb為5.75特。但若該均方根值計算單元802計算出該基底電流Λ為7.3安培(沒有恰好對應(yīng)的該基底補償電壓Vb)，則可內(nèi)插法或預(yù)定數(shù)值分析的方法擬合，以計算出該基底電流Λ約為5.39伏特。如圖4Β所示，橫坐標為該數(shù)字偵測電流Lii經(jīng)過該除法器804與該基底電流Λ比值計算所得的該標么電流Ipu(單位為標么)，而縱坐標為該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系所得的該標么補償電壓Vpu(單位為標么)。值得一提，該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用測量該變頻器20內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間求得該標么電流Ipu與該標么補償電壓Vpu的轉(zhuǎn)換關(guān)系。此外，該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，亦利用一軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，求得該標么電流Ipu與該標么補償電壓Vpu的轉(zhuǎn)換關(guān)系。值得一提，該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)利用內(nèi)插法(interpolationmethod)或預(yù)定數(shù)值分析的方法擬合為連續(xù)的函數(shù)，以提供完整的即時取樣電流與對應(yīng)電壓的關(guān)系。如圖4B所示，舉例說明之。當該除法器804計算出該標么電流Ipu為0.2標么時，則利用查表方式，可通過該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元808的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系直接得到該標么補償電壓Vpu為0.8標么；又或當該標么電流Ipu為0.4標么時，則可直接得到該標么補償電壓Vpu為0.93標么。但若該除法器804計算出該標么電流Ipu為0.35標么(沒有恰好對應(yīng)的該標么補償電壓Vpu)，則可內(nèi)插法或預(yù)定數(shù)值分析的方法擬合，以計算出該標么電流Ipu約為0.89標么。請參見圖5，為本發(fā)明脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償方法的流程圖。該變頻器用以驅(qū)動一以變壓變頻(V/f)控制的感應(yīng)馬達。并且，該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償方法的步驟如下所述。首先，利用測量該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間，建立一第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與一第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系。另外，亦利用一軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，建立該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系。然后，計算該變頻器輸出的三相電流瞬時值為一三相電流均方根值(Sio)。然后，對該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系利用查表方式，取得一死區(qū)補償電壓基準值(S20)。然后，計算該三相電流瞬時值與該三相電流均方根值的比值為一三相電流標么值(S30)。然后，對該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系利用查表方式，取得一死區(qū)補償電壓標么值(S40)。然后，計算該死區(qū)補償電壓基準值與該死區(qū)補償電壓標么值的乘積為一死區(qū)補償電壓值(S50)。最后，將該死區(qū)補償電壓值與變壓變頻控制所產(chǎn)生的一參考電壓加總計算，以產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)制的電壓命令，并通過一柵極驅(qū)動電路推動該變頻器的內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止，進而控制該馬達運轉(zhuǎn)。值得一提，在步驟(S20)與步驟(S40)中，由于該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系并非連續(xù)的函數(shù)，因此，當利用該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系為查表的依據(jù)時，由于并非所有即時取樣的電流都能恰好獲得所對應(yīng)的電壓(請配合參見圖4A與圖4B)，所以，利用內(nèi)插法(interpolationmethod)或?qū)㈩A(yù)定數(shù)值分析的方法將該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)擬合為連續(xù)的函數(shù)，以提供完整的即時取樣電流與對應(yīng)電壓的關(guān)系。此外，上述的這些步驟由一數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessor，DSP)所運算處理。綜上所述，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點1、利用測測量該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間或利用軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，建立該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，并利用查表(lookuptable)的方式，僅需再配合內(nèi)插法(interpolationmethod)或預(yù)定數(shù)值分析的方法，即可免去復(fù)雜的電流電壓轉(zhuǎn)換計算，大大地降低運算復(fù)雜度，如此，在即時控制的應(yīng)用上，將提供更快速的輸出入即時響應(yīng)。亦即，只要取得該三相瞬時電流大小與計算后的三相電流均方根值大小，可達成即時調(diào)節(jié)死區(qū)補償電壓補償量。2、利用軟件查表方式，模擬電壓反饋方式的死區(qū)補償法，除了可得到高準確度補償量的優(yōu)點外，更可得到幾乎無失真的弦波電流，以改善馬達運轉(zhuǎn)在低頻輕載時的輸出電流波形激變現(xiàn)象。3、利用軟件查表方式，在該變頻器驅(qū)動用以驅(qū)動一以變壓變頻(V/f)控制的感應(yīng)馬達應(yīng)用上，并且，適用于轉(zhuǎn)速閉回路與轉(zhuǎn)速開回路控制。僅需通過電流反饋就可輸出正確電壓值，不用額外的電壓偵測電路，可達成在不增加硬件成本的情況下獲得更準確的電壓補償量。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。權(quán)利要求1.一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止狀態(tài)通過一柵極驅(qū)動電路推動，用以驅(qū)動一以變壓變頻控制的感應(yīng)馬達，并且，該變頻器的三相輸出電流大小由一電流偵測電路偵測為一模擬偵測電流；該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置包含一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，連接該電流偵測電路，用以接收該模擬偵測電流，并轉(zhuǎn)換該模擬偵測電流為一數(shù)字偵測電流；其中，在速度閉回路架構(gòu)下，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元用以接收該感應(yīng)馬達的輸出頻率，并轉(zhuǎn)換該輸出頻率為一數(shù)字偵測頻率；一電壓頻率控制單元，連接該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用以接收該數(shù)字偵測頻率；其中，在速度閉回路架構(gòu)下，同時也接收一外部頻率命令，并且將該數(shù)字偵測頻率與該頻率命令的誤差值，根據(jù)該電壓頻率控制單元的電壓頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的參考電壓；一死區(qū)補償邏輯單元，連接該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元與該電壓頻率控制單元，用以接收該數(shù)字偵測電流與該參考電壓，并輸出一電壓命令；該死區(qū)補償邏輯單元包含一均方根值計算單元，接收該數(shù)字偵測電流，用以計算該數(shù)字偵測電流的均方根值為一基底電流；一除法器，連接該均方根值計算單元，用以計算該數(shù)字偵測電流與該基底電流的比值為一標么電流；一第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元，連接該均方根值計算單元，用以接收該基底電流，并根據(jù)該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的基底補償電壓；一第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元，連接該除法器，用以接收該標么電流，并根據(jù)該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的標么補償電壓；一乘法器，連接該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元，用以計算該標么補償電壓與該基底補償電壓的乘積為一補償電壓；及一加法器，連接該乘法器，用以加總計算該補償電壓與該電壓頻率控制單元輸出的該參考電壓為該電壓命令；及一脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生單元，連接該死區(qū)補償邏輯單元，用以接收并轉(zhuǎn)換該電壓命令，并輸出一脈沖寬度調(diào)制電壓命令至該柵極驅(qū)動電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，在速度開回路控制時，該電壓頻率控制單元直接接收該外部頻率命令，并根據(jù)該電壓頻率控制單元的電壓頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系，輸出一對應(yīng)的參考電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元的該電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系為一單調(diào)遞增曲線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的該電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系為一單調(diào)遞增曲線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用測量該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間，求得該基底電流對該基底補償電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用測測量該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間，求得該標么電流對該標么補償電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用一軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，求得該基底電流對該基底補償電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用一軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，求得該標么電流對該標么補償電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)系利用內(nèi)插法擬合為連續(xù)的函數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該第一電流電壓轉(zhuǎn)換單元與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換單元的電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)利用一預(yù)定數(shù)值分析的方法擬合為連續(xù)的函數(shù)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置，其特征在于，該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件為絕緣柵雙極晶體管。12.一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償方法，其特征在于，該變頻器用以驅(qū)動一以變壓變頻控制的感應(yīng)馬達；該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償方法的步驟包含(a)計算該變頻器輸出的三相電流瞬時值為一三相電流均方根值；(b)對一第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系利用查表方式，取得一死區(qū)補償電壓基準值；(c)計算該三相電流瞬時值與該三相電流均方根值的比值為一三相電流標么值；(d)對一第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系利用查表方式，取得一死區(qū)補償電壓標么值；及(e)計算該死區(qū)補償電壓基準值與該死區(qū)補償電壓標么值的乘積為一死區(qū)補償電壓值。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在該步驟(e)之后，更包含(f)將該死區(qū)補償電壓值與變壓變頻控制所產(chǎn)生的一參考電壓加總計算，以產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)制的電壓命令。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該步驟(a)至該步驟(f)由一數(shù)字信號處理器運算處理。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在該步驟(a)之前更包含利用測量該變頻器內(nèi)部開關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時間，建立該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在該步驟(a)之前更包含利用軟件進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出的差值，建立該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在該步驟(a)與該步驟(d)中，利用內(nèi)插法將該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)擬合為連續(xù)的函數(shù)。18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在該步驟(a)與該步驟(d)中，利用一預(yù)定數(shù)值分析的方法將該第一電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系與該第二電流電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的離散數(shù)據(jù)擬合為連續(xù)的函數(shù)。全文摘要本發(fā)明公開一種變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償裝置及其方法，該變頻器用以驅(qū)動一以變壓變頻控制的感應(yīng)馬達。該方法利用計算該變頻器的輸出瞬時電流的均方根值大小，再通過軟件以電流均方根進行查表，分別獲得一死區(qū)補償電壓基準值與標么值，最后將該兩電壓量值相乘，計算出該變頻器的脈沖寬度調(diào)制死區(qū)補償電壓值。如此，可免去電流電壓轉(zhuǎn)換計算的復(fù)雜度，以提供更快速的輸出入即時響應(yīng)，同時，可達成在不增加硬件成本的情況下，獲得更精準的死區(qū)補償電壓值，并且，通過死區(qū)補償，能以獲得無失真的輸出弦波電流，以改善馬達在低頻輕載運轉(zhuǎn)的效能。文檔編號H02P27/04GK102082546SQ20091024982公開日2011年6月1日申請日期2009年11月27日優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日發(fā)明者謝庭鐘,鄭隆杰申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司