逆變器死區(qū)效應(yīng)分析及輸出性能改善.pdf

1、實(shí)際應(yīng)用中例如在一些軍事應(yīng)用中,常常需要低速且動靜態(tài)性能好的調(diào)速系統(tǒng)。然而功率器件的死區(qū)時間、開關(guān)固有特性等非線性特性嚴(yán)重影響逆變器的輸出電流、電壓波形。特別是當(dāng)開關(guān)頻率很高或輸出電壓幅值、頻率很低即調(diào)速系統(tǒng)低速時,死區(qū)的存在將使其輸出電壓、電流具有很大的諧波分量,甚至引起電機(jī)的低頻振蕩。因此,為改善逆變器輸出性能使得調(diào)速系統(tǒng)不僅在高速且在低速時具有好的動靜態(tài)性能,必須對逆變器進(jìn)行死區(qū)及開關(guān)管固有特性的補(bǔ)償。本文首先對逆變器的控制方式進(jìn)

2、行了選擇,逆變器的控制有很多控制方式:脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制、脈沖幅值調(diào)制(PAM)控制、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制等。而在眾多的控制方式中,采用PWM調(diào)制方式的逆變器因其具有輸出量中的諧波成分少,并且改善了轉(zhuǎn)矩的脈動情況,消除傳動系統(tǒng)在低速運(yùn)行時的齒槽效應(yīng),減少電動機(jī)的損耗,提高電動機(jī)的效率等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用。而后對SPWM逆變器結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)進(jìn)行了概述。另外,在逆變器的實(shí)際應(yīng)用中,為了防止直通現(xiàn)象的產(chǎn)生,必須在同一橋臂上下兩個開關(guān)

3、管的驅(qū)動中加入死區(qū)時間,這就帶來了死區(qū)效應(yīng)。文中分析了采用的電壓源型SPWM變換器的工作原理及加入死區(qū)產(chǎn)生的死區(qū)效應(yīng),并詳細(xì)分析了死區(qū)對逆變器輸出電壓的影響:死區(qū)效應(yīng)使得輸出基波電壓下降,相位發(fā)生變化,低次諧波增加等。特別是在輸出電壓幅值、頻率很低的情況下,這種影響將會變得十分嚴(yán)重,因此對死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償是十分必要的。鑒于死區(qū)及開關(guān)管固有特性對逆變器輸出的影響,對其進(jìn)行補(bǔ)償是十分必要的。本文在介紹常見幾種死區(qū)補(bǔ)償方法基礎(chǔ)上,對電流反饋型補(bǔ)償

4、方法和基于DSP的無效器件死區(qū)補(bǔ)償方法進(jìn)行了具體的仿真研究,通過仿真結(jié)果的對比表明方法的有效性、可行性及優(yōu)越性。在此基礎(chǔ)上,將基于DSP的無效器件死區(qū)補(bǔ)償方式應(yīng)用于逆變器中,通過對逆變器不同輸出頻率和輸出電壓下進(jìn)行仿真對比,可以看到進(jìn)行補(bǔ)償后的逆變器在寬范圍輸出時均能得到穩(wěn)定的輸出波形。最后,通過設(shè)計搭建以TMS320F2812為控制單元的SPWM逆變器實(shí)驗裝置,對主要硬件電路及軟件模塊進(jìn)行了分析,并進(jìn)行了實(shí)驗驗證,列出并分析了相關(guān)實(shí)驗