三相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力控制技術(shù)，尤其設(shè)及一種=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法及裝置，屬 于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)廣泛的應(yīng)用于永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域，其中逆變器是脈寬 調(diào)制的關(guān)鍵元器件，逆變器輸出波形的好壞直接影響了永磁同步電機(jī)運(yùn)行性能。在工業(yè)應(yīng) 用場合，由于逆變器開關(guān)管的信號(hào)存儲(chǔ)效應(yīng)存在一定的關(guān)斷延時(shí)，為了防止逆變器同一橋 臂發(fā)生短路將電子器件燒壞，同一橋臂中的一個(gè)電子器件必須完全關(guān)斷后，另一個(gè)電子器 件才可開通，為此必須在逆變器開關(guān)管的開通和關(guān)斷信號(hào)之間加入一定的死區(qū)時(shí)間。由于 死區(qū)時(shí)間的加入，逆變器實(shí)際輸出信號(hào)與理想信號(hào)之間存在一定的偏差，而該個(gè)偏差會(huì)產(chǎn) 生死區(qū)效應(yīng)。死區(qū)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致逆變器輸出波形產(chǎn)生崎變、輸出電壓基波分量減小W及零電 流錯(cuò)位現(xiàn)象。在低頻W及高載波頻率時(shí)，會(huì)使電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生較大脈動(dòng)，嚴(yán)重地影響了系 統(tǒng)的運(yùn)行性能。因此對(duì)逆變器的死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償十分必要。
[0003] 為了補(bǔ)償死區(qū)效應(yīng)造成的輸出電壓誤差，目前已經(jīng)提出了各種死區(qū)補(bǔ)償方法?？?體上來說可W分為兩類：離線的死區(qū)補(bǔ)償策略和在線的死區(qū)補(bǔ)償策略。其中離線的死區(qū)補(bǔ) 償策略簡單易行，但是需要檢測(cè)電感電流極性，如果對(duì)電流過零點(diǎn)判斷不夠準(zhǔn)確反而會(huì)導(dǎo) 致誤補(bǔ)償。在線的死區(qū)補(bǔ)償方法，不需要檢測(cè)電感電流極性，但卻需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并返 回處理器進(jìn)行計(jì)算，增加了處理器的負(fù)擔(dān)，同時(shí)增加了系統(tǒng)復(fù)雜性，不易于實(shí)施。
[0004] 目前一般采用離線的死區(qū)補(bǔ)償，盡管很多補(bǔ)償方法能夠取得不錯(cuò)的補(bǔ)償效果，但 在低速輕載的場合，經(jīng)常會(huì)發(fā)生零電流錯(cuò)位現(xiàn)象，使輸出電流產(chǎn)生崎變，同時(shí)電流在零點(diǎn)附 近存在模糊性，準(zhǔn)確的零點(diǎn)檢測(cè)很困難，從而導(dǎo)致死區(qū)補(bǔ)償精確度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法及裝置，可W有效提高電感電流極性 判斷的準(zhǔn)確性，從而有效避免因電感電流極性判斷不準(zhǔn)確導(dǎo)致的誤補(bǔ)償，提高死區(qū)補(bǔ)償精 確度。
[0006] 本發(fā)明提供的=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法，包括：檢測(cè)逆變器各雙橋臂中點(diǎn)電壓， 確定各雙橋臂中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相電壓狀態(tài)；根據(jù)相電壓狀態(tài)確定所述相的電感電流極性；根據(jù) 所述相的電感電流極性進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。
[0007] 本發(fā)明還提供一種=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償裝置，可W用于實(shí)現(xiàn)上述的死區(qū)補(bǔ)償方 法，該裝置包括：檢測(cè)單元，用于檢測(cè)逆變器各雙橋臂中點(diǎn)電壓，確定各雙橋臂中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 相電壓狀態(tài)；確定單元，用于根據(jù)相電壓狀態(tài)確定所述相的電感電流極性；補(bǔ)償單元，用于 根據(jù)所述相的電感電流極性進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。
[000引基于上述，本發(fā)明提供的=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法及裝置，通過檢測(cè)雙橋臂中 點(diǎn)輸出電壓的狀態(tài)，即雙橋臂中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相電壓狀態(tài)，根據(jù)相電壓狀態(tài)來判斷該相對(duì)應(yīng)的 電感電流極性，然后根據(jù)該相的電感電流極性對(duì)該相進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?？蓋有效提高電感電 流極性判斷的準(zhǔn)確性，從而有效避免因電感電流極性判斷不準(zhǔn)確導(dǎo)致的誤補(bǔ)償，提高死區(qū) 補(bǔ)償精確度。同時(shí)，該方法不再直接檢測(cè)電感電流，因此不會(huì)受零電流錯(cuò)位現(xiàn)象的影響，無 需使用精度較高的電流傳感器，減少設(shè)計(jì)成本。
【附圖說明】
[0009] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 W根據(jù)該些附圖獲得其他的附圖。
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中S相逆變器的主電路圖；
[0011] 圖2A為本發(fā)明實(shí)施例中=相逆變器電感電流為正時(shí)的控制信號(hào)和開關(guān)中點(diǎn)的輸 出波形；
[0012] 圖2B為本發(fā)明實(shí)施例中S相逆變器電感電流為負(fù)時(shí)的控制信號(hào)和開關(guān)中點(diǎn)的輸 出波形；
[0013] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法流程圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償方法流程圖；
[0015] 圖5A為本發(fā)明實(shí)施例中=相逆變器電感電流為正時(shí)進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償后的控制信號(hào) 和開關(guān)中點(diǎn)的輸出波形；
[0016] 圖5B為本發(fā)明實(shí)施例中S相逆變器電感電流為負(fù)時(shí)進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償后的控制信號(hào) 和開關(guān)中點(diǎn)的輸出波形；
[0017] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種=相逆變器的死區(qū)補(bǔ)償裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019] 在本發(fā)明實(shí)施例中，可W先通過死區(qū)效應(yīng)來分析死區(qū)時(shí)間加入對(duì)逆變器輸出波形 的影響。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中=相逆變器的主電路圖。在理想情況下，每個(gè)橋臂的上下 兩個(gè)開關(guān)器件嚴(yán)格輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，但實(shí)際情況是，每個(gè)器件的通、斷都需要一定的時(shí)間， 尤其是由于開關(guān)管的信號(hào)存儲(chǔ)效應(yīng)導(dǎo)致關(guān)斷時(shí)間比導(dǎo)通時(shí)間更長。在關(guān)斷過程中，如果截 止的器件立即導(dǎo)通，必然引起橋臂短路。為了防止該種情況發(fā)生，必須在驅(qū)動(dòng)信號(hào)中引入一 段死區(qū)時(shí)間td。在此時(shí)間內(nèi)，橋臂上下開關(guān)器件都沒有觸發(fā)信號(hào)，該橋臂的工作狀態(tài)將取決 于兩個(gè)續(xù)流二極管和該相電流的方向。可W理解，除了加入死區(qū)時(shí)間開關(guān)本身還有 動(dòng)作延遲（t。。_d和t。ff_d)也會(huì)對(duì)逆變器的輸出造成影響。
[0020] 選取圖1中的a相進(jìn)行研究，規(guī)定電流從逆變器流向電機(jī)為參考方向的正方向， 則電流從逆變器流向電機(jī)時(shí)電感電流為正，電流從電機(jī)流向逆變器時(shí)電感電流為負(fù)。圖2A 為本發(fā)明實(shí)施例中=相逆變器電感電流為正時(shí)的控制信號(hào)和雙橋臂中點(diǎn)的輸出波形，圖2B 為本發(fā)明實(shí)施例中=相逆變器電感電流為負(fù)時(shí)的控制信號(hào)和開關(guān)中點(diǎn)的輸出波形。（a)、 (b)表示理想的脈沖寬度調(diào)制（pulse-wi化hmo化lation，簡稱PWM)信號(hào)，（a)、（b)成互補(bǔ) 關(guān)系，與（a)、（b)PWM信號(hào)對(duì)應(yīng)的雙橋臂中點(diǎn)的輸出波形如（C)。加入死區(qū)時(shí)間td后，開關(guān) (Si、S2)的導(dǎo)通時(shí)亥IJ被延遲了td，關(guān)斷時(shí)亥IJ不變，對(duì)應(yīng)的PWM信號(hào)如（d)、（e)?？蒞看至IJ，此 時(shí)Si和S2的控制信號(hào)不再成互補(bǔ)關(guān)系。在一個(gè)開關(guān)周期中，存在著兩個(gè)時(shí)間段，S1和S2都 處于關(guān)斷狀態(tài)，該時(shí)候的雙橋臂中點(diǎn)的輸出波形，就需要由電感電流的極性來判斷。當(dāng)電感 電流為正山>〇)時(shí)，即電流流出逆變器時(shí)，將由S2的反并聯(lián)二極管續(xù)流，忽略二極管的導(dǎo) 通壓降，此時(shí)輸出電壓叫=0,對(duì)應(yīng)的雙橋臂中點(diǎn)的輸出波形如（f)。相反的，當(dāng)電感電流 為負(fù)（ig< 0)時(shí)，將由S1的反并聯(lián)二極管續(xù)流，此時(shí)輸出電壓UUe，對(duì)應(yīng)的雙橋臂中點(diǎn) 的輸出波形如（g)。
[0021] 該里W電感電流為正（ig>〇)的情況為例，當(dāng)加入死區(qū)時(shí)間時(shí)，逆變器雙橋臂中 點(diǎn)的輸出波形如訊。將訊與（C)進(jìn)行比較，其差值就表示了由死區(qū)因素造成的輸出電壓 誤差。該個(gè)電壓誤差在一個(gè)開關(guān)周期的平均值可W表示為：
[0022]
[002引其中，L表示一個(gè)開關(guān)周期。
[0024] 根據(jù)圖2A或圖2B可W看出，死區(qū)時(shí)間的加入使開關(guān)管的有效開通時(shí)間減少，導(dǎo)致 逆變器的輸出波形崎變。同時(shí)逆變