闭环SPWM逆变器死区时间对输出基波电压的影响

格式：pdf
大小：237.84 KB
文档页数：5

维普资讯
第ｌ卷０
第５期
电机与控制学报
ＥＬＥＣＴＲＩＭＡＣＨＩＣＮＥＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬ
Ｖｏ．０Ｎｏ５１１．Ｓｐ变器死区时间对输出基波电压的影响Ｐ
压问题，建立了考虑死区效应时的ＳＷＭ逆变器闭环控制模型，究了逆变桥臂控制信号死区时Ｐ研
间对闭环控制ＳＷＭ逆变器输出波电压的影响。仿真和实验结果表明，Ｐ基对于采用瞬时输出电压反馈控制技术的ＳＷＭ逆变器，Ｐ其输出电压在空载时随着死区时间的增加而增加，负载电流超过ｌ电流后其输出电压随死区时间增加而下降；阻性负载时的外特性曲线是一条先下降后上升临界其
ＷＭｎｅｅｒｔｄｅｎｔｉｐｐｒｉｌｔｎａｄｅｐｒｎａｅｕｔｉｄｃｔｈｔｏｅＳＷＭｉｖｒｒａｅｓｉｄｉｈｓａｅ．ＳｍｕａｉｎｘｅｉｔｕｏｍｅｔｌｓｌｉａｅｔａｒｔＰｒｓｎｆｈｉｎｖｒｒｂｓｄｏｓａｔｎｏｓｏｔｕｏａｅ￣ｅｂｃｏｔｌｈｎａｎａｐｎｃｒｕｔｕｐｔｏａｅｅｅａｅｎｉｔｎａｅｕｕｐｔｈｇｔｎｖｄａｋｃｎｒ，ｔｅｆｄｍｅｔｌｅｉｃｉｏｔｕｈｇｏｕｏｖ
ＣＮｉｎ — ａｇ，ＤＩｈ —ａｇ，ＺＮＧｈｎＨＥＬａｇｌｎｉＮＧＺｉｎｇＥＺｏｇ，ＹＡＮｎ —ｕｎＹａｇｇａｇ
（．ＮｎｉｇＡｔｍｔｎＲｓａｃｓｔｔ，ｔｔＧｄＣ．ｏＣｉａ８ｊｇ２００Ｃｉ；１ａｊｕａｏｅｅｒｈＩｔｕｅｓｅｒｏｆｈｎ，Ｎｎｉ１０３，ｈｎｎｏｉｎｉａｉｎａ２ＣｌｇｆｕｏａｉｎｉｅｒｇＮｎｉｇＵｉｒｉｆｅｏａｔｓａｄＡｔｎｕｃ，８ｊｇ２０１，ｈａ．ｏｅｅｏＡｔｔｎＥｇｎｅｎ，ａｊｎｖｓｙｏＡｒｕｉｎｓｏａｔｓＮｎｉ１０６Ｃｉ）ｌｍｏｉｎｅｔｎｃｒｉｎｎ
的曲线。
关键词：区效应；闭环控制；Ｐ死ＳＷＭ逆变器；外特性
中图分类号：Ｍ４１Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：０－４Ｘ（０６０－４７０１７４９２０）５０８ — ５０
Ｉｆｕｅｃｆｄａｔｍｅｏｈｕｐｔｆｎｄｍｅｔｌｖｌａｅｏｎｌｎｅｏｅｄ－ｉｎｔｅｏｔｕｕａｎａｏｔｇｆｃｏｅｌｏｏｔｏｌｄＳｌｓ－ｏｐｃｎｒｌＰＷＭｎｅｔｒｅｉｖｒｅ
ｉｃｅｓｓｗｉｅｉｃｅｓｎｇｏａｔｍｅ，ｔｅｏｐｔｖｈａｅｄｃｅｓｓｗｉｈｎｃｅｓｆｄａ —ｉｎｒａｅｔｔｎｒａｉｆｄｅｄ．ｉｈｈｈｕｔｕｏｇｅｒａｅｔｔｅｉｒａｅｏｅｄｔｍｅｈｗｈｎｔｅｌａｕｒｔｉａｇｒｔａｏｒｔｃｌｃｒｅｔｎｈｕｔｕｈｒｃｅｉｔｃｆＳｅｈｏｄｃｒｅｎｓｌｒｅｎｓｍｅｃｉｉａｕｒｎ．ａｄｔｅｏｐｔｃａａｔｒｓｉｓｏＰＷＭｎｅｅｈｉｖｒｒｔｕｄｒｒｓｓｉｅｌａｓａｃｖｆｄｃｅｓｎｒｔｎｅｎｃｅｓｎｇｗｉｈｔｎｒａｉｇｏｎｅｅｕ＿ｎｅｅｉｔｖｏｄｉｕｒｅｏｅｒａｉｇｆｓｌａｄｔｎｉｒａｉｔｈｅｉｃｅｓｎｆｉｖｒｒｏｔｉｙｈｔ
陈良亮，丁志刚，曾忠，严仰光
（．１国家电网公司自动化研究院，江苏南京２００；．１０３２南京航空航天大学自动化学院，江苏南京２０１）１０６
摘
要：针对瞬时输出电压反馈控制的ＳＷＭ逆变器逆变桥臂控制信号死区时间造成输出谐波电Ｐ
ｅａｉｎｏｅｄｔｍｅｉｓａｌｓｅｒｔｆｄａ．ｉｓｅｔｂｉｈｄ，ａｈｆｃｓｏｅｄｔｍｅｏｈｕａｎｔｌｏｐｔｖｌｇｆＳ — ｏｎｄｔｅｅｆｔｆｄａ —ｉｎｔｅｆｎｄｍｅａｕｔｕｏｔｅｏＰｅａ
ＡｂｔａｔＡｉｄａｈｕｐｔａｍｏｉｃｕｅｙｄａ．ｍｅｉｓｒｄｉｈｗｉｈｎｉｎｌｉＰＭｓｒｃ：ｍｅｔｔｅｏｔｕｒｎｃａｓｄｂｅｄｔｎｅｔｎｔｅｓｔｉｇｓｇａｓｎＳＷｈｉｅｃｉｖｒｒｂｓｄｏｓａｔｎｏｓｏｔｕｏｔｇｎｅｅａｅｎｉｔｎａｅｕｕｐｔｌｅ￣ｅｂｃｏｔ１ｈｌｓ．ｏｏｔｌｄｌｔｏｓｄｔｎｖａｄａｋｃｎｒ．ｔｅｃｏｅ１ｐｃｎｒｏｏｏｍｏｅｈｃｎｉ — ｗｉ

单相SPWM逆变器的死区效应分析和补偿策略_李剑

* TC 2V 其中 Δt= 2 ( 1- V dc ) *
图 4 2种常用的死区补偿方法
在传统的死区分析中 , 误差电压是仅与输出电流的极性相关且幅值恒定的正负方波。如果没有检测误差 , 这 2种开环补偿方案都能够对死区效应实现精确补偿 , 但实际情况并不是这样 [3 ]。考虑到开关管的通态管压降和开关时间的影响 , 以 IGBT 为例 , 设开通时间为 ton (包括开通延迟时间和电流上升时间 ) , 关断时间为 toff (包括存储时间和电流下降时间 ) , IGBT 的导通压降为 V sat , 二极管的导通压降为 V d。以电流 i 流出桥臂为正方向 , 在 1个开关周期内取平均值进行分析。 1)当电流 i> 0时 , 若 D 2 导通 , V dc V AN 1= - 2 - V d 若 T1 导通 , 14
V AN2= 如图 5g 所示 , V AN =
V dc - V sat 2
1 { (Δt+ tD+ ton - toff ) V AN1+ TC [ T C - (Δt+ tD+ ton - toff ) ]V AN2 }
V dc V dc * 1 V AN = T C Δt ( )+ ( T C - Δt ) 2 2 ∴ V e = V AN - V AN tD - ( toff - ton ) = - [ ( V dc + V d - V sat ) + TC * V d+ V sat V + ( s at - V d ) ] 2 V dc V
2 基本概念
单相全桥 SPW M 逆变器的主电路结构如图 1所示 ,其控制电路一般采用双极性 SPW M 调制技术。在理论上 ,同 1桥臂 2个开关管的驱动信号应严格互补。由于开关管实际上都存在一定的开 12

死区对开环和闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响

间对开环与闭环控制 SPWM 逆变器输出基波电压的影响。分析结果表明，对于开环控制的 SPWM 逆变器，随
着死区时间增加，逆变器输出基波电压有效值降低，输出电压谐波分量显著增加；对于单电压闭环控制的
SPWM 逆变器，死区时间对逆变器输出基波电压的影响与负载有关。通过仿真研究验证了理论分析的正确
性。
关键词：死区效应；闭环控制；SPWM 逆变器
·10·
电气传动自动化
2012 年第 1 期
都是建立在 SPWM 逆变器开环工作的基础上，得形只含开关频率及开关频率倍频附近的高次谐
到的结论是逆变桥臂控制信号死区时间的存在会波，这些高次谐波均能被输出滤波器衰减到可忽
使逆变器输出基波电压降低。但是，对于死区时间对闭环控制 SPWM 逆变器输出基波电压的影响，目前尚未有文献报道。针对这个问题，本文研究和比较了死区时间对开环以及采用瞬时输出电压反馈控制技术的闭环 SPWM 逆变器输出基波电压的影响，发现死区时间对闭环 SPWM 逆变器的影响
2012 年第 34 卷第1期第 9 页
电气传动自动化 ELECTRIC DRIVE AUTOMATION
Vol．34，No．1 2012，34（1）：9～13
文章编号：1005—7277（2012）01—0009—05
死区对开环和闭环控制 SPWM 逆变器输出基波电压的影响
陈良亮，洪福斌，周斌，张浩
The analysis results show that the output voltage decreases with the increase of the dead－time for the open－loop
SPWM inverters；while for the close－loop SPWM inverter，it relates to the load． The simulation results verify the

三相三线制SPWM逆变器死区效应分析

Ａｎｌｓｓｏａｔｍｅｅｅｔｆｒｔｅ－ａｙｉｆｄｅｄ－ｉｆｃｏｈｒｅｐｈａｅｔｅ－ｗｉｅｓｈｒｅｒ
ＳＰＷＭｎｅｔｒｉｖｒｅ
ＬＮａＩＺｈｏ，ＭＡｏ，ＹＩＹｉｄ，ＷＡＮＧａ — ｕＨａＮ — ｉＸｉｏｒｉ
文献［］出了死区时间对逆变器产生的谐波１给
影响的数学模型，低次谐波的变化规律进行了理对论分析和仿真。文献［］过建立数学模型，输出２通对电压基波进行了定量的分析和实验，是对于谐波但的影响并没有给出相应的理论曲线和实验曲线。文
厂— ］
一
图３基波周期内逆变桥输出电压电流
］
：
厂
：
功率因数角；一理想ＰＭ输出的基波分量；一死。Ｗ
区引起的电压变化；一其基波分量
（）理想门极驱动信号ａ
可见，。的存在会对输出电压基波分量的幅值和相位产生影响。
（ｅａｔｅｔｆｌｔｎｃＥｇｅｒｇｈｊｎｎｖｒｉ，ａｇｈｕ３０２，ｈｎ）Ｄｐｒｎｏｅｒｉｎｉｅｉ，ＺｅａｇＵｉｅｓｙＨｎｚｏ１０７ＣｉａｍＥｃｏｎｎｉｔ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｉｎｔｔｅｄａ－ｉｆｃａｓｄｂｈｅｄｔ，ｕｈａｈｎｕｎｅｏｕｄｍｅｔｌｖｆｔｅｏｔｕｏｔｇｎｍｉｇａｈｅｄｔｍｅｅｆｔｃｕｅｙｔｅｄａｉｅｍｅｓｃｓｔｅｉｆｅｃｎｆｎａｎａｌｗａｅｏｕｐｔｖｌｅａｄｈａｌｗａｍｏｉｃｎｅｔａｍａｈｍａｉａｄｌｗａｓａｌｓｅ．ｈｅａｉｎｈｉｓａａｙｅｅｗｅｈｅｄｔｍｅｅｆｃｎｅｄｔ，ｏｈｒｎｃｏｔｎ，ｔｅｔｌｍｏｅｓｅｔｂｉｈｄＴｅｒｌｔｓｐｗａｎｌｚｄｂｔｅｎｔｅｄａ — ｉｆｔａｄｄａｉｃｏｅｍｅｍｏｕａｉｎｃｅｃｅｔｓｉｈｎｒｑｅｃｎｏｅａｔｒａｇｅｏｉｅｅｔｃｎｉｏｓｄｔｉｄｙＴｅｓｍｕａｉｎｗａａｒｄｏｔｉｄｌｔｏｆｉｎ，ｗｔｉｇｆｅｕｎｙａｄｐｗｒｆｃｏｎｌｎｄｆｒｎｏｄｔｎｅａｌｌ．ｈｉｌｔｓｃｒｉｕｎｏｉｃｆｉｅｏｅＭａｌｂ，ｎｈｘｅｍｅｔｗａｒｃｅｅｎａ３ｋｈｅ－ｈｓｈｅ－ｒｎｅｔｒＴｅｔｅｒｔａｎｌｓｓｓｏｈｔｄａｉａｔａａｄｔｅｅｐｒｎｓｐｏｅｄｄｉＷｔｒｅｐａｅｔｒｅｗｉｉｖｒ．ｈｈｏｅｉｌａａｙｉｈｗｓｔａｅｄｔｉｅｅｃｍｅｃｎｒｄｃｈｕｐｔｖｈｇｕｄｍｅｔｍｐｉｄｎｎｒａｅｔｅｌｗａｍｏｉｏｔｎ．ｈｏｅｉａｕｖｓｃｉｃｄｔｔｎｕｖｓｏｅｕｅｔｅｏｔｕｏａｅｆｎａｎａａｌｕｅａｄｉｃｅｓｈｏｈｒｎｃｃｎｅｔＴｅｒｔｌｒｅｏｎｉｅｗｉｆｔｇｃｒｅｆｌｔｃｃｈｉｉｓｍｕａｉｎ，ｘｅｉｎａａａｂｓｃｌ，ｈｃｅｆｓｔｅｃｒｅｔｅｓｏｈｔｅｔａｄｌａｄｉｈｓｃｒｉｅｅｅｃｉｎｆａｃｉｌｔｏｅｐｒｍｅｔｄｔａｉａｌｗｉｈｖｒｅｈｏｒｃｎｓｆｔｅｍａｈｍａｉｌｍｏｅｎｔａｅａｎｒｆｒｎｅｓｇｉｃｎｅｌｙｉｉｃｔｉｆｒｔｅｄｓｇｆＳＷＭｎｅｔｒｏｅｉｎｏＰｈｉｖｒ．ｅＫｅｒｓｈｅ — ｈｓｈｅ — ｉｅＰＭｎｅｅ；ｄａ — ｉｆｅｔｙＷＯｄ：ｔｒｅｐａｅｔｒｅｗｒ；ＳＷｉｖｒｒｅｄｔｔｍｅｅｆｃ

SPWM中电流反馈对死区影响的补偿

SPWM 中电流反馈对死区影响的补偿
对于SPWM 来说，死区影响并非一种负面的状态，其能够有效的避免桥臂开关管在同时导通时发生的故障。

但这并非意味着死区时间对于SPWM 是完全有利的，死区时间有时会引起反馈二极管的续流，此时便会造成一些不必要的错误，本文就将为大家介绍SPWM 逆变器死区时的电流反馈型补偿。

当死区引起反馈二极管的续流时，使输出电压基波幅值减小，并产生出与死区时间△t 及载波比N 成比例的3、5、7…次谐波，这是设置死区带来的缺点。

这个缺点对变频调速系统的影响最为显着。

特别是在电机低速运行时，调制波角频率ωs减小，使载波比N 相对增大，因此，死区△t 中二极管续流引起的基波幅值减小，和3、5、7…次谐波的增大更加严重。

在这种情况下，为了保证系统的正常运行，就必须对死区中二极管续流的这种不良影响进行补偿。

常用的最基本补偿方法有两种：一种是电流反馈型补偿，另一种是电压反馈型补偿。

它们的共同补偿原理就是设法产生一个与二极管续流引起的误差电压波形相似、相位相差180°的补偿电压ucom，来抵消或减弱误差波的影响。

所谓误差波，就是由反馈二极管续流而引起的误差电压。

三相半桥式SPWM 逆变器电路图见图1。

下面就来说一说电流反馈型补偿的方法。

图1
电流反馈型补偿
死区设置方式有两种，即双边对称设置和单边不对称设置。

现以双边对称设置方式为例来进行说明，其结果对单边不对称设置方式也同样适用。

带死区的SPWM 逆变器在感性负载时，基波幅值的减小与3、5、7…次谐。

下载提示

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

闭环SPWM逆变器死区时间对输出基波电压的影响

合集下载

单相SPWM逆变器的死区效应分析和补偿策略_李剑

死区对开环和闭环控制SPWM逆变器输出基波电压的影响

三相三线制SPWM逆变器死区效应分析

SPWM中电流反馈对死区影响的补偿

文档推荐

最新文档