專利名稱：逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變器控制領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電壓脈寬調(diào)制類型的變頻器廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)控制場(chǎng)合，為了防止逆變器同一橋臂的上下兩個(gè)功率器件直通毀壞逆變器，需要人為地在控制信號(hào)中加入死區(qū)時(shí)間(在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)功率器件均截止)，以保證同一橋臂的上下兩個(gè)功率器件總是先關(guān)后通。此夕卜，逆變器工作時(shí)，開關(guān)時(shí)間存在延遲，并且關(guān)斷時(shí)間通常延遲更長(zhǎng)，這些都導(dǎo)致了實(shí)際得到的電壓值與理論值之間存在差異，該效應(yīng)也可稱為死區(qū)。死區(qū)的存在將對(duì)電壓、電流和轉(zhuǎn)矩等各方面都產(chǎn)生影響，在低頻時(shí)這種現(xiàn)象尤其明顯，因?yàn)橄嗤d波下，低頻時(shí)一個(gè)周期內(nèi)開關(guān)次數(shù)更多，并且低頻時(shí)輸出電壓較低，死區(qū) 效應(yīng)比重越大。最直接地，它降低了系統(tǒng)的輸出電壓能力，乃至出現(xiàn)相移。為了克服死區(qū)的影響，需要補(bǔ)償死區(qū)造成的電壓損失。相對(duì)于相電流大于零和小于零的情況，需要對(duì)相應(yīng)相電壓做不同的補(bǔ)償。如何確定相電流的過(guò)零點(diǎn)是進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)關(guān)鍵，它決定了死區(qū)補(bǔ)償?shù)某蓴?。目前，主要通過(guò)以下方式確定相電流過(guò)零點(diǎn)將相電流轉(zhuǎn)換為D-Q坐標(biāo)系下的直流量，此時(shí)再低通濾波，不用考慮局部延遲問(wèn)題，以便克服檢測(cè)電流的噪聲影響。但該方法需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，而旋轉(zhuǎn)變換需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度Θ，如何確定旋轉(zhuǎn)角度Θ是一個(gè)難點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)角度Θ通常采用電壓的角頻率ω乘以時(shí)間t得到，但是在許多動(dòng)態(tài)的場(chǎng)合，電流的角頻率和電壓的角頻率并不完全相等，此時(shí)若采用電壓的角頻率ω乘以t得到的角度分解電流會(huì)與實(shí)際的情況不一致，由此會(huì)造成死區(qū)補(bǔ)償錯(cuò)誤，影響電壓輸出，嚴(yán)重的會(huì)造成電機(jī)震蕩無(wú)法運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)上述死區(qū)補(bǔ)償中旋轉(zhuǎn)角度無(wú)法準(zhǔn)確確定的問(wèn)題，提供一種逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，包括三相鎖相環(huán)、第一旋轉(zhuǎn)變換單元、低通濾波單元、反向變換單元；其中所述三相鎖相環(huán)，用于對(duì)輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行處理獲得電流角頻率ω及旋轉(zhuǎn)角Θ ;所述第一旋轉(zhuǎn)變換單元，用于按照所述旋轉(zhuǎn)角Θ對(duì)電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量；所述低通濾波單元，用于對(duì)所述D軸和Q軸電流分量分別進(jìn)行低通濾波；反向變換單元，用于對(duì)低通濾波后的D軸和Q軸電流分量進(jìn)行反向變換，所述反向變換后的電流直接用于死區(qū)補(bǔ)償中電流過(guò)零點(diǎn)判斷。在本發(fā)明所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)中，所述三相鎖相環(huán)包括3/2變換單元、第二旋轉(zhuǎn)變換單元、PI調(diào)節(jié)器及積分處理單元，其中所述3/2變換單元用于對(duì)輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行3/2變換；所述第二旋轉(zhuǎn)單元用于對(duì)3/2變換后的電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量；所述PI調(diào)節(jié)器用于將鎖相誤差輸入PI調(diào)節(jié)器獲得電流角頻率ω，所述鎖相誤差為O與Q軸電流分量之差；所述積分處理單元用于通過(guò)對(duì)電流角頻率ω進(jìn)行積分運(yùn)算獲得旋轉(zhuǎn)角Θ。在本發(fā)明所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)中，所述PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為kpd+TisVsTi，所述三相鎖相環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于包括三相鎖相環(huán)、第一旋轉(zhuǎn)變換單元、低通濾波單元、反向變換單元；其中所述三相鎖相環(huán)，用于對(duì)輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行處理獲得電流角頻車t及旋轉(zhuǎn)角0 ;所述第一旋轉(zhuǎn)變換單元，用于按照所述旋轉(zhuǎn)角5對(duì)電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量；所述低通濾波單元，用于對(duì)所述D軸和Q軸電流分量分別進(jìn)行低通濾波；反向變換單元，用于對(duì)低通濾波后的D軸和Q軸電流分量進(jìn)行反向變換，所述反向變換后的電流直接用于死區(qū)補(bǔ)償中電流過(guò)零點(diǎn)判斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述三相鎖相環(huán)包括3/2變換單元、第二旋轉(zhuǎn)變換單元、PI調(diào)節(jié)器及積分處理單元，其中所述3/2變換單元用于對(duì)輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行3/2變換；所述第二旋轉(zhuǎn)單元用于對(duì)3/2變換后的電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量；所述PI調(diào)節(jié)器用于將鎖相誤差輸入PI調(diào)節(jié)器獲得電流角頻率 ,所述鎖相誤差為O與Q軸電流分量之差；所述積分處理單元用于通過(guò)對(duì)電流角頻率^進(jìn)行積分運(yùn)算獲得旋轉(zhuǎn)角&。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述第一旋轉(zhuǎn)變換單元與第二旋轉(zhuǎn)變換單元共用一個(gè)物理電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述反向變換單元包括旋轉(zhuǎn)反變換單元及2/3變換單元，其中所述旋轉(zhuǎn)反變換單元用于對(duì)低通濾波后的D軸和Q軸電流分量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)反變換，所述2/3變換單元用于對(duì)旋轉(zhuǎn)反變換的電流進(jìn)行2/3變換。
6.一種逆變器死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟 步驟(a)，通過(guò)三相鎖相環(huán)對(duì)輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行處理獲得電流角頻率級(jí),并根據(jù)所述電流角頻車O獲得旋轉(zhuǎn)角0 ; 步驟(b)，按照所述旋轉(zhuǎn)角4對(duì)電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量； 步驟(c)，對(duì)所述D軸和Q軸電流分量分別進(jìn)行低通濾波和反向變換，并根據(jù)反向變換后的電流進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(a)包括 (al)將輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行3/2變換以及旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量； (a2)將鎖相誤差輸入PI調(diào)節(jié)器獲得電流角頻率 所述鎖相誤差為O與Q軸電流分量之差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于所述PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(a)中通過(guò)對(duì)電流角頻率0進(jìn)行積分運(yùn)算獲得旋轉(zhuǎn)角&。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的逆變器死區(qū)補(bǔ)償方法，其特征在于所述步驟(c)中的反向變換包括對(duì)低通濾波后的D軸和Q軸電流分量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)反變換以及2/3變換，其中旋轉(zhuǎn)反變換的旋轉(zhuǎn)角與步驟(b)中獲得的旋轉(zhuǎn)角P相同。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種逆變器死區(qū)補(bǔ)償系統(tǒng)，包括三相鎖相環(huán)、第一旋轉(zhuǎn)變換單元、低通濾波單元、反向變換單元；其中所述三相鎖相環(huán)，用于對(duì)輸入到電機(jī)的三相電流進(jìn)行處理獲得電流角頻率ω及旋轉(zhuǎn)角θ；所述第一旋轉(zhuǎn)變換單元，用于按照所述旋轉(zhuǎn)角θ對(duì)電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換獲得D軸和Q軸電流分量；所述低通濾波單元，用于對(duì)所述D軸和Q軸電流分量分別進(jìn)行低通濾波；反向變換單元，用于對(duì)低通濾波后的D軸和Q軸電流分量進(jìn)行反向變換，所述反向變換后的電流直接用于死區(qū)補(bǔ)償中電流過(guò)零點(diǎn)判斷。本發(fā)明還提供了一種對(duì)應(yīng)的方法。本發(fā)明直接通過(guò)采樣電流獲得電流角頻率，從而在任何時(shí)候都可以準(zhǔn)確地跟蹤三相電流的角頻率，使電流的過(guò)零判斷在任何時(shí)候都準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)H02M7/53GK102739093SQ20121020783
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者唐杰 申請(qǐng)人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司, 蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司