基于空间矢量PWM死区效应补偿的仿真的研究.pdfVIP

中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会 基于空间矢量PWM 死区效应补偿的仿真研究 张少锋 邢淞 高艳霞 上海市电站自动化技术重点实验室，上海大学 上海 20007 Email ：gaoyanxia@shu.edu.cn 摘 要 该论文详细分析了电压型PWM 逆变器死区对输出电压和输出电流的影响，基于预测电流控制算法，对电压损 失进行补偿并减小死区补偿时的零电流钳位现象，提出了一种新的补偿算法。仿真结果证明该算法对死区补偿的有效性和可 行性。 关键词 PWM ， 死区补偿， 预测电流控制 Simulation Research on Dead-time Compensation Method with SVPWM Zhang Shaofeng Xing Song Gao Yanxia Shanghai Key Laboratory of Power Station Automation Technology , Shanghai University, Shanghai 200072 Email ：gaoyanxia@shu.edu.cn Abstract This paper analyses the dead time effects on the PWM voltage source inverter. A modified predictive current control is introduced which compensates for voltage loss and reduces the zero current clamp problem due to dead time. Simulation results verify the analysis and confirm the performance of the new algorithm. Key words PWM, dead time compensation, predictive current control 2 、 1 1．引言 2 ．死区效应分析[3 12] 随着电 电子技术的发展，功率器件如IGBT 、 以逆变器的其中一个桥臂为例，进行分析死区时间的 MOSFET 等广泛应用于PWM 变流电路中。任何固态 影响。假设负载为感应电机，如图1 所示。 的电子开关器件都具有一定的固有开通和关断时间， 在功率器件开通关断时，逆变器输出电压由于死 对于确定的开关器件，固有开通和关断时间内输入的 区的影响在电流极性不同时会表现出不同的形式。当 信号是不可控的，称为开关死区时间，它引起开关死 开通功率开关管（IGBT ）VT2 时，VT1 必须关断，如 [1 2] 区效应，简称为死区效应 。在电压型PWM 逆变 果开通速度比关断速度快，将会在桥臂上产生直通电 电路中，为避免同一桥臂上的开关器件的直通，必须 流而导致损坏器件，因此需要插入死区时间。由于是 插入死区时间，而这样就导致了输出电压的畸变并产 生谐波干扰。对于电机驱动系统而言，死区效应会使 得低速时的电压及电流发生严重畸变，引起转矩脉动 和谐波。因此对逆变器的死区有必要进行补偿。 本文分析了死区时间的产生以及对输出电压的影 响。在此基础上，对电流预测补偿方法进行了仿真。 二 上海市重点学科建设项目资助（项目号：T0103 ） 中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会 图1 逆变器一相桥臂的死区效应分析 图2 死区对逆变器输出电压的影响 感性负载，输