一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)的變頻器通常采用脈寬調(diào)制（PWM)技術(shù)，各橋臂開(kāi)關(guān)管交替開(kāi)通或關(guān)斷，W 得到期望的電壓或電流。開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷需要一定的時(shí)間，為了防止同一橋臂的上下 兩只開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，通常設(shè)有死區(qū)時(shí)間，該樣就可W保證一只開(kāi)關(guān)管完全關(guān)斷之后，另一 只開(kāi)關(guān)管才能開(kāi)通。死區(qū)時(shí)間的存在會(huì)使電機(jī)輸出的實(shí)際電壓值與期望電壓值不相等，從 而使得電流出現(xiàn)崎變，電機(jī)的性能也會(huì)受到影響。為了解決該些問(wèn)題，就需要對(duì)死區(qū)進(jìn)行補(bǔ) 償，W消除死區(qū)效應(yīng)的影響。
[0003] 死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ泻芏?，根?jù)電流極性來(lái)確定死區(qū)補(bǔ)償電壓的方法最為常用，該 種方法得到的死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系，如圖1所示，橫軸是時(shí)間，縱軸是電壓或電流， 101為補(bǔ)償電壓，102為電流。當(dāng)電流為零時(shí)，補(bǔ)償電壓出現(xiàn)突變，采用該死區(qū)補(bǔ)償電壓會(huì)使 電流在過(guò)零點(diǎn)處產(chǎn)生跳變，影響電機(jī)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，可W得到死區(qū) 補(bǔ)償電壓與電流準(zhǔn)確的關(guān)系，使對(duì)死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償，降低電流崎變程度，提高電機(jī)的 性能。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí) 方法，包含W下步驟：
[0006] 計(jì)算死區(qū)補(bǔ)償電壓；
[0007] 獲取所述死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系，W供根據(jù)獲取的所述死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流 的關(guān)系進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。
[000引本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，是在死區(qū)補(bǔ)償之前，通過(guò)計(jì)算獲取死區(qū)補(bǔ) 償電壓，并獲取死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系，該樣，獲取的死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系較為 準(zhǔn)確。所W，在進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償時(shí)，就可W對(duì)變頻器的死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償，降低電流崎變 程度，提高電機(jī)的性能。
[0009] 另外，在所述計(jì)算死區(qū)補(bǔ)償電壓的步驟中，將忽略死區(qū)效應(yīng)的電壓減去考慮死區(qū) 效應(yīng)的電壓，得到所述死區(qū)補(bǔ)償電壓。
[0010] 另外，在所述將忽略死區(qū)效應(yīng)的電壓減去考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓的步驟中，通過(guò)如 下子步驟計(jì)算所述考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓；在靜止=相坐標(biāo)系下，將所述忽略死區(qū)效應(yīng)的電 壓減去死區(qū)時(shí)間對(duì)應(yīng)的電壓得到考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓；對(duì)靜止=相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效 應(yīng)的電壓進(jìn)行克拉克（Clarke)變換，得到靜止兩相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓；對(duì)靜 止兩相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓進(jìn)行帕克（Park)變換，得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的 考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓；在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓中，去除電流值小于預(yù) 設(shè)闊值的電流對(duì)應(yīng)的電壓值，并進(jìn)行低通濾波；對(duì)低通濾波后的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓進(jìn)行 反帕克（Park)變換，得到靜止兩相坐標(biāo)系下的低通濾波后的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓；根據(jù)靜 止兩相坐標(biāo)系下的低通濾波后的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓求出各相占空比，并根據(jù)各相占空比 計(jì)算出所述考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓；其中，所述考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓為=相端電壓。
[0011] 將靜止^相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓依次經(jīng)過(guò)Clarke變換、Park變換，得 到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓，并去除電流值小于預(yù)設(shè)闊值的電流對(duì)應(yīng)的電 壓值，該樣，就可W去除電流值小于預(yù)設(shè)闊值時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓突變，再通過(guò)低通濾波，可W消 除考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓中的噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系示意圖；
[0013] 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法的流程圖；
[0014] 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中向電機(jī)輸入的電流示意圖；
[0015] 圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的忽略死區(qū)效應(yīng)的端電壓波形示意圖；
[0016] 圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的計(jì)算考慮死區(qū)效應(yīng)的=相端電壓的流程圖；
[0017] 圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的靜止兩相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓 不意圖；
[0018] 圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的靜止兩相坐標(biāo)系下的低通濾波后的考慮死 區(qū)效應(yīng)的電壓示意圖；
[0019] 圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的考慮死區(qū)效應(yīng)的=相端電壓示意圖；
[0020]圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的U。。。。的波形示意圖；
[0021] 圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系示意圖；
[0022] 圖11是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的擬合曲線示意圖；
[0023] 圖12是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的補(bǔ)償后的電流波形示意圖；
[0024] 圖13是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的不進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償時(shí)的電流波形示意圖；
[0025] 圖14是現(xiàn)有技術(shù)中的采用方形補(bǔ)償電壓進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償時(shí)的電流波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí) 施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中， 為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒(méi)有該些技術(shù)細(xì)節(jié)和基 于W下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可W實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方 案。
[0027] 本發(fā)明的第一實(shí)施方式設(shè)及一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，具體流程如圖 2所示，包含W下步驟：
[002引步驟201，采用SVPWM調(diào)制，在電機(jī)中通入低頻S相正弦電流。在本實(shí)施方式中，W電壓型變頻器為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。具體而言，變頻器的額定功率為5. 5kw(千瓦），額定電流 為13A(安培），電機(jī)的額定電壓為4kw，額定電流為8.8A。
[0029]式（1)為S相電流的方程，I為電流有效值，一般情況下，I要大于變頻器額定電 流的20%，ig、ib、i。分別為A、B、C相電流，各相電流之間的相位差均為120度，0A為A相 電流相位角。采用SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制），電流頻率要低，是為了保證電流為正弦波。 其中一相電流的波形如圖3所示，頻率為0.IHz，有效值為3. 5A。
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，包含以下步驟： 計(jì)算死區(qū)補(bǔ)償電壓； 獲取所述死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系，以供根據(jù)獲取的所述死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān) 系進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，在所述計(jì)算 死區(qū)補(bǔ)償電壓的步驟中， 將忽略死區(qū)效應(yīng)的電壓減去考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓，得到所述死區(qū)補(bǔ)償電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，在所述將忽 略死區(qū)效應(yīng)的電壓減去考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓的步驟中，根據(jù)母線電壓與各相占空比計(jì)算所 述忽略死區(qū)效應(yīng)的電壓； 其中，所述忽略死區(qū)效應(yīng)的電壓為三相端電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，在所述將忽 略死區(qū)效應(yīng)的電壓減去考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓的步驟中，通過(guò)如下子步驟計(jì)算所述考慮死區(qū) 效應(yīng)的電壓： 在靜止三相坐標(biāo)系下，將所述忽略死區(qū)效應(yīng)的電壓減去死區(qū)時(shí)間對(duì)應(yīng)的電壓得到考慮 死區(qū)效應(yīng)的電壓； 對(duì)靜止三相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓進(jìn)行克拉克變換，得到靜止兩相坐標(biāo)系下 的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓； 對(duì)靜止兩相坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓進(jìn)行帕克變換，得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的 考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓； 在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓中，去除電流值小于預(yù)設(shè)閾值的電流對(duì)應(yīng) 的電壓值，并進(jìn)行低通濾波； 對(duì)低通濾波后的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓進(jìn)行反帕克變換，得到靜止兩相坐標(biāo)系下的低通 濾波后的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓； 根據(jù)靜止兩相坐標(biāo)系下的低通濾波后的考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓求出各相占空比，并根據(jù) 各相占空比計(jì)算出所述考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓； 其中，所述考慮死區(qū)效應(yīng)的電壓為三相端電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，所述死區(qū)時(shí) 間對(duì)應(yīng)的電壓，通過(guò)如下關(guān)系式計(jì)算得到：
其中，U'aram、U'bram、U'。_為死區(qū)時(shí)間對(duì)應(yīng)的三相電壓，T為電機(jī)的變頻器載波周 期，Tdb為死區(qū)時(shí)間，Ud。為母線電壓，ia、ib、i。為三相電流，sgn(x)為符號(hào)函數(shù)且
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，在所 述獲取死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系的步驟中， 將所述死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系制成表格； 在所述根據(jù)死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?shù)牟襟E中， 根據(jù)所述表格進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償；或者 在所述獲取死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系的步驟中， 將所述死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系進(jìn)行曲線擬合； 在所述根據(jù)死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?shù)牟襟E中， 根據(jù)擬合的曲線，進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，其特征在于，在所述計(jì)算 死區(qū)補(bǔ)償電壓的步驟之前， 采用空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM，向所述電機(jī)中通入三相電流。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法。本發(fā)明中，變頻器死區(qū)補(bǔ)償電壓自學(xué)習(xí)方法，包含以下步驟：計(jì)算死區(qū)補(bǔ)償電壓；獲取死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系，以供根據(jù)獲取的死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流的關(guān)系進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以得到死區(qū)補(bǔ)償電壓與電流準(zhǔn)確的關(guān)系，使對(duì)變頻器的死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償，降低電流畸變程度，提高電機(jī)的性能。
【IPC分類】H02P27-04, H02M5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104811119
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510203530
【發(fā)明人】李柏松, 陳偉, 金辛海, 蔡亮
【申請(qǐng)人】上海新時(shí)達(dá)電氣股份有限公司, 上海辛格林納新時(shí)達(dá)電機(jī)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日