[发明专利]变频器的死区补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气传动技术，更具体地说，涉及变频器的控制技术。

背景技术

变频器是电气传动技术中的一个关键部件，变频器在实际的使用过程中存在死区时间。死区时间的存在不仅使输出电压降低、电流波形失真、电机转矩脉动，更严重的是它将引起电机振荡。如何对死区效应进行有效补偿，已成为高性能驱动系统中必须解决的关键课题。

现有死区补偿的基本方法主要是电压反馈或电流反馈，多存在时间上的滞后，在补偿死区时间引起的电压偏差不具有瞬时性，补偿的值是经过平均值计算之后的，存在一定的误差，实时性较差。

例如，申请号为CN200910214150.1，题为“一种用于变频器上的死区补偿方法”的专利申请揭示了一种用于变频器上的死区补偿方法。一种用于变频器上的死区补偿方法，变频器采用的电压信号为二相静止坐标系电压信号，所述方法包括：(1)把二相静止坐标系电流Iα、Iβ转变为三相静止坐标系电流IA、IB、IC；(2)分别对三相电压中的各相电压根据电流方向进行死区补偿；(3)对补偿后的电压，从三相静止坐标系电流IA、IB、IC转变为二相静止坐标系电流Iα、Iβ。

申请号为CN201010566483.3，题为“一种基于DSP控制器的死区补偿方法”的专利申请揭示了一种基于DSP控制器的死区补偿方法，其包括：首先对DSP芯片进行配置，使得周期中断中计算的比较值在定时器回零后起作用，而在下溢中断计算的比较值在定时器达到周期值后起作用；然后判断相电流的方向，并计算理想驱动波形的开通点t1和关断点t2；最后根据相电流的方向对比较寄存器进行移位处理。

申请号为CN201010520458.1，题为“一种通用变频器死区补偿方法”的专利申请揭示了一种通用变频器死区补偿方法，该方法包括如下步骤：(1)采集电机的三相电流信号IU、IV、IW并采用硬件滤波和送入数字信号处理器中进行数字滤波；(2)根据所检测电流的大小及正负对补偿的大小进行线性处理，即当一相电流为正向时，对应该相电流逆变桥的上桥臂Qx的开通时间相应地增加一个死区时间，而对应该相电流逆变桥的下桥臂Qy的开通时间相应地减少一个死区时间；当该相电流为负向时，对应该相电流逆变桥的上桥臂Qx的开通时间相应地减少一个死区时间，而对应该相电流逆变桥的下桥臂Qy的开通时间相应地增加一个死区时间。

上述的几种补偿方式中，均存补偿不具有瞬时性和补偿值是基于平均值因而存在误差的缺陷。

发明内容

本发明旨在提出一种基于最大值－中间值－最小值的死区补偿方法，免去复杂的计算，以提高补偿的实时性。

根据本发明的一实施例，提出一种变频器的死区补偿方法，包括如下的步骤：

开关切换时间设置步骤，依据三相逆变电路中的开关管的导通或者关断状态，在一个采样周期中设置数个开关切换时间，该数个开关切换时间结合开关管的开关延时和死区延时；

电压图获取步骤，根据开关切换时间、直流母线电压、以及三相逆变电路中开关管和二极管的压降得到电压图，电压图中，在每一个开关切换时间中电压为定值；

电压计算步骤，根据开关切换时间和开关切换时间中电压的定值计算得到电压的最大值、中间值和最小值；

开关切换时间计算步骤，根据电压图、最大值、中间值和最小值，在根据实际采样周期中确定每一个开关切换时间的实际时间。

在一个实施例中，电压图获取步骤中，电压图中在每一个开关切换时间中电压为定值，该定值为以下之一：±Vo1’、±Vo2’或者0，其中Vo1’为修正母线电压Vdc’的1/3，Vo2’为修正母线电压Vdc’的2/3，所述修正母线电压Vdc’是基于直流母线电压Vdc的修正电压，对由于开关管和二极管的压降进行修正。

在一个实施例中，最大值、中间值和最小值的计算方法为：各个开关切换时间中电压的定值的加权平均值。

在一个实施例中，一个采样周期包括两个对称的子周期，每一个子周期中的开关切换时间互相对称，两个子周期中中间相的电流极性相反。

在一个实施例中，开关管的开关延时包括上升延时和下降延时。

在一个实施例中，三相逆变电路包括六个开关管以及对应的六个二极管。

在一个实施例中，数个开关切换时间包括：零电压矢量时间T0、第一非零电压矢量时间T1和第二非零电压矢量时间T2。

零电压矢量时间T0期间，所有的六个开关管全部导通或者全部关断。

第一非零电压矢量时间T1期间，两个开关管导通，四个开关管关断。

第二非零电压矢量时间T2期间，四个开关管导通，两个开关管关断。