[发明专利]一种三电平逆变器死区补偿方法

说明书

一种三电平逆变器死区补偿方法，涉及逆变器开关策略，步骤如下：对逆变器输出电压分压得0~3V的电压；设置两组电压比较器的参考值U_ref1和U_ref2；配置DSP处理器中ePWM模块和3个CAP模块；电压比较器的输入为分得的电压和参考电压；配置DSP处理器ADC模块；将逆变器电压矢量图划分为6个扇区，对得到的两组占空比进行筛选，对得到的两组电压信号进行筛选，求取一相端电压高电平持续时间、补偿时间；计算中点电位与输出端电压的中等电位之间、判断电流极性；计算补偿电压并加到目标电压中得目标电压；执行最近三矢量脉宽调制策略、完成逆变器死区效应补偿；具有不依赖电流检测、精度高、成本低、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及逆变器开关策略，详细讲是一种不依赖电流检测、基于端电压检测、考虑三电平逆变器中点电位波动、成本低、适用范围广的三电平逆变器死区补偿方法。

背景技术

我们知道，考虑到功率器件存在开关延迟，为防止桥臂直通，脉宽调制的电压源型逆变器需要插入死区时间。虽然死区时间只占开关周期的很小部分，但累积的电压误差会导致电流畸变、输出转矩脉动和增加电机损耗等不良后果。三电平逆变器波形正弦度优于两电平因而被广泛应用，但无论采用何种逆变器种类，三电平T型逆变器，还是二极管箝位型三电平I型逆变器,抑或是采用何种调制方式，最近三矢量脉宽调制(NTV-PWM)，还是虚拟空间矢量脉宽调制(VSV-PWM)，电机性能都会因为死区时间的插入而大打折扣。

为了改善逆变器输出畸变现象，研究人员提出了许多不同种类的补偿方法。其中大部分文献研究了关于两电平逆变器输出非线性特性以及补偿方法，主要可以分为基于扰动观测器的死区补偿策略、基于电流谐波过滤法的死区补偿策略以及基于伏秒平衡法的死区补偿策略。实际上关于死区补偿方法的原理两电平和三电平基本上通用，对于三电平逆变器的非线性特性研究和补偿方法同样在一些文献中作了具体阐述。

基于扰动观测器的死区补偿策略利用观测器估计总的电压误差。这种方法不需要测量电流极性，但是容易受到电机电阻、电感参数变化的影响，而且需要精确的电流和转速等信号的反馈，只有安装有速度和电流传感器的电机驱动系统才能够使用。

基于电流谐波过滤法的死区补偿策略对dq轴同步旋转坐标系中的电流六次谐波进行滤波来获取补偿电压。虽然这种方法不依赖电流极性的检测和电机参数，但是电流谐波过滤存在不同程度的相位延迟，动态特性差，而且只能在采用矢量控制的具有电流环的电机控制系统中应用。

基于伏秒平衡法的死区补偿策略综合考虑死区插入、信号传递延迟、IGBT导通和关断延迟、IGBT和二极管压降等因素，给出了电压误差的准确表达式，试图对电压畸变进行准确补偿。这种方法的效果取决于电流极性判断和补偿时间的获取两个关键点。对于电流极性判断，由于PWM噪声和电流钳位现象的存在，在电流过零区间利用电流传感器很难实现准确的电流检测。对于补偿时间的获取，大部分工程机械在不要求电机输出性能情况下，都不进行补偿或者采用固定补偿时间进行补偿，但是对于电机性能要求较高的场合则不适用。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种不依赖电流检测，考虑中点电位波动实际情况，能够对死区进行准确补偿、占空比在线反馈，成本低，适用范围广的三电平逆变器死区补偿方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种三电平逆变器死区补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)对三电平T型逆变器输出端电压进行分压得到0～3V范围内的电压；