[发明专利]一种逆变器的非线性补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种逆变器的非线性补偿方法。

背景技术

逆变器是一种直流电转变为交流电的变压器。下面以A桥臂为例进行说明，在电压源逆变器控制系统中，为了防止逆变器同一桥臂的两个开关管VT1与VT2同时处于导通状态而发生短路，必须在两个开关管开通信号间添加死区时间，如图1所示，其中，M表示电机。开关管VT1与VT2开通和关断都需要一段时间时，并不是完全与控制信号同步，即开关管与控制信号之间存在开通延迟时间和关断延迟时间。

除此以外，开关管VT1与VT2开通时，在开关管上存在一定的电压降；当反并联二极管VD1与VD2续流时，反并联二极管上也存在一定的压降。如图1所示，A点输出电压并不完全等于母线电压V_dc或0。由于开关管压降和反并联二极管压降相差不大，这里统一设为管压降V_on。

在现有文献及逆变器非线性补偿技术中，总的非线性补偿时间T_DT如式(1)所示。

其中t_d为死区时间，t_on为开通延迟时间，t_off为关断延迟时间，V_dc为母线电压值，T_s为脉冲宽度调制(PWM)周期值。

实际系统中，只有死区时间t_d是人为设定的，大小为确定值。开通延迟时间t_on和关断延迟时间t_off与逆变器使用的开关管和逆变器电流的大小有关，为未知量，受开关管寄生电容的影响，系统运行中是时刻变化的，且电流较小时变化范围大。管压降V_on与逆变器所使用的开关管有关，同样为未知量。

实际应用中，传统的逆变器非线性补偿只采用死区时间t_d作为总的逆变器非线性补偿时间T_DT，其它的未知量忽略不计。这会造成逆变器输出不准确，造成后续电路设备(如电机)正常工作时的稳定性差的影响。

另外，目前逆变器非线性补偿需要根据电流极性判断非线性补偿时间的正负。电流为正时补偿时间为T_DT；电流为负时，补偿时间为-T_DT。在电流过零点附近，电流的极性判断容易错误，造成补偿值的极性错误，电流波形与电压波形畸变严重。特别是无速度传感器矢量控制系统中，低速时系统稳定性变差。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种逆变器的非线性补偿方法，对所有非线性因素进行补偿，提高了对逆变器非线性补偿的准确性。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种逆变器的非线性补偿方法，包含以下步骤：

对逆变器的非线性补偿时间随电流大小的变化进行辨识，并保存辨识结果；其中，所述非线性补偿时间与所述电流大小一一对应；

根据所述辨识结果对逆变器进行非线性补偿。

本发明实施方式相对于现有技术而言，提供了一种提高逆变器输出稳定性的方法。该方法通过辨识出不同电流大小对应的逆变器非线性时间，并据此对逆变器非线性补偿时间进行补偿，由于该方法对逆变器所有的非线性因素均进行了补偿，所以可以提高对逆变器非线性补偿的准确性。

进一步地，在对预设的N个电流值对应的非线性补偿时间逐步进行辨识的步骤中，利用如下公式计算电流对应的非线性补偿时间：

其中，T_s为脉冲宽度调制PWM周期值，V_dc为母线电压值，U_d为d轴电压，R_s为电机定子电阻值。通过该公式可以获得各不同电流值所对应的非线性补偿时间。

进一步地，在根据结果对逆变器进行非线性补偿的步骤中，若电机的三相电流中任一相电流i_x的绝对值等于保存的、任一步的电流值Is[Step]，则该相电流i_x的非线性补偿时间为该步电流值Is[Step]对应的非线性补偿时间；

若所述i_x的绝对值满足Is[Step-1]＜|i_x|＜Is[Step]，则利用如下公式计算该相电流i_x的非线性补偿时间：

若|i_x|＞Is[N]，则T′_x为T_comp[N]；