[发明专利]死区补偿方法、电路、电力电子设备和计算机存储介质

说明书

本发明提供了一种死区补偿方法、电路、电力电子设备和计算机存储介质，其中，死区补偿方法包括：将母线三相电压转换为电压矢量；根据给定q轴电流和给定d轴电流确定电流矢量与电压矢量之间的相位夹角，并根据相位夹角确定对应的q轴死区补偿电压和d轴死区补偿电压。通过本发明的技术方案，减少了确定死区补偿电压的计算量，提高了死区补偿电路的响应速率，提高了PWM驱动电路的可靠性。

技术领域

本发明涉及三相逆变电路控制技术领域，具体而言，涉及一种死区补偿方法、一种死区补偿电路、一种电力电子设备和一种计算机可读存储介质。

背景技术

三相电机的主回路拓扑结构为：由以电压源提供直流电压，然后通过三相全桥逆变电路，产生可调的电压输出为电机转子激励，该激励通常为PWM(Pulse-WidthModulation，脉宽调制)，对于三相全桥逆变电路而言，它的每一相电路由两个带续流二极管的功率开关器件串联而成，如图1所示，通常称与直流电源Vdc的正极相连的为上桥臂功率开关器件T1，与直流电源的负极相连的为下桥臂功率开关器件T2，为了避免因同一相电路的上桥臂功率开关器件T1和功率开关器件下桥臂T2同时导通，即避免由于任一相电路的两桥臂功率开关器件直通而三相逆变电路导致短路，通常在PWM驱动信号中加入死区时间(Time delay，记作参数Tdt标识)，加入了死区时间的PWM驱动信号传输通过栅极g1驱动上桥臂功率开关器件T1的导通与截止，同时，通过栅极g2驱动下桥臂功率开关器件T2的导通与截止。

如图2所示，T_pwm表征预设的PWM周期时长，一个桥臂上的两个功率开关器件对应的理想导通信号分别如曲线202和曲线204所示，U＝0的时刻为两个功率开关器件切换导通状态的时刻。为了避免任一相桥臂的短路，需要插入死区时间Td，以保证同一时刻一个桥臂上只有一个功率开关器件导通，因此，一个桥臂上的两个功率开关器件对应的实际导通信号如曲线206和曲线208所示。

由于死区时间Td的加入会导致实际输出电压波形产生畸变，进而影响入网电流谐波，会使得实际输出电压能力降低，因此，需要对死区电压进行前馈补偿。

相关技术中，对于死区电压进行前馈补偿通常采用以下两种方案：

(1)对三相电流进行采样，将采样的交流电流变换到同步坐标系下的直流电流，在直流下进行低通滤波(Low-Pass Filter，LPF)，然后再进行坐标逆变换，再次变换到三相交流静止坐标系下，利用该电流值进行死区电压极性判断。

(2)将控制外环的电流给定进行坐标变换，变换到三相静止坐标系下，在三相静止坐标系下使用三相电流的极性进行死区电压补偿。

上述死区电压的前馈补偿方案存在诸多技术缺陷如下：

(1)用反馈电流再滤波后再还原的方案，由于滤波器的存在会导致响应的滞后，大动态的时候响应错误。

(2)由于死区效应的存在，三相逆变电路电压输出能力下降。上述两种方案都是在三相静止坐标系下进行的补偿，电流环的输出电压限幅并没有根据死区电压的影响进行自适应的调整。这样会导致电流环调节器输出电压给定超过了三相逆变电路的实际输出能力，降低了电流环控制器在调制饱和情况下的退饱和速度。

(3)上述两种方案都需要进行坐标逆变换，计算量较大，其中，采用采样电流的方案还需要进行坐标正变换和滤波计算，这就导致死区补偿的响应时间延迟。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种死区补偿方法。

本发明的另一个目的在于提供一种死区补偿电路。

本发明的另一个目的在于提供一种电力电子设备。

本发明的另一个目的在于提供一种计算机可读存储介质。