電壓源型PWM逆變器在當(dāng)前的工業(yè)控制中應(yīng)用越來越廣泛,在其應(yīng)用領(lǐng)域中,交流電動機(jī)的運(yùn)動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中,設(shè)置死區(qū)是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關(guān)器件發(fā)生直通短路。盡管死區(qū)時間很短,然而當(dāng)開關(guān)頻率很高或輸出電壓很低時,死區(qū)將使逆變器輸出電壓波形發(fā)生很大畸變,進(jìn)而導(dǎo)致電動機(jī)的電流發(fā)生畸變,電機(jī)附加損耗增加,轉(zhuǎn)矩脈動加大,最終導(dǎo)致系統(tǒng)的控制性能降低,甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此,需要對逆變器的死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償。本文針對連續(xù)空間矢量調(diào)制提出了一種改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法;針對斷續(xù)空間矢量調(diào)制提出了通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度的補(bǔ)償方法,并對這兩種方法進(jìn)行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細(xì)分析了死區(qū)時間對逆變器輸出電壓和電流的影響,以及功率開關(guān)器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法進(jìn)行了理論分析,該方法先計算出補(bǔ)償電壓,再對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的補(bǔ)償電壓極性錯誤進(jìn)行校正,極性校正的參考量為d軸補(bǔ)償電壓的幅值,然而補(bǔ)償電壓的大小隨電流的變化而變化,因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點,而且該方法只適用于id=0的控制方式,適用性較差。針對這些問題,本文提出了改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補(bǔ)償方法,改進(jìn)后的方法是先對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的電流極性錯誤進(jìn)行校正,然后再計算補(bǔ)償電壓的大小,電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數(shù)轉(zhuǎn)化到γ-坐標(biāo)系的函數(shù)sγ的幅值,sγ的幅值與補(bǔ)償電壓大小無關(guān)為恒定值,而且適用于任何控制方式,適應(yīng)性強(qiáng)。再次把改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法應(yīng)用到PMSM矢量控制系統(tǒng)中,采用MATLAB和Pspice兩種方法進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補(bǔ)償方法的有效性。對兩種仿真結(jié)果的對比分析,表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后,文章分析了連續(xù)空間矢量調(diào)制和斷續(xù)空間矢量調(diào)制的輸出波形的區(qū)別和死區(qū)對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產(chǎn)生的斷續(xù)SVPWM波,提出了根據(jù)電壓矢量和電流矢量的相位關(guān)系,通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度,對其進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆椒ā=o出了基本空間矢量作用時間調(diào)整的實現(xiàn)方法,并建立了MATLAB仿真模型,進(jìn)行仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補(bǔ)償方法的正確性和有效性。
標(biāo)簽:
PWM
電壓源
死區(qū)
上傳時間:
2013-06-04
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