一种基于电机模型预测三电平死区补偿方法

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1、电气传动2016年第46卷第4期ELECTRICDRIVE2016Vo1.46No.4一种基于电机模型预测的三电平死区补偿方法田凯,金雪峰,张策,牛松森,高盛(天津电气科学研究院有限公司,天津300180)摘要:分析了三电平电压型逆变器死区效应产生的机理,针对电流采样延时和寄生电容影响而导致死区补偿不准的问题,提出了一种基于电机模型预测的三电平电压型逆变器死区补偿方法。该方法首先建立了三电平电压型逆变器驱动异步电机的数学模型,并根据该模型和瞬时电流采样值,计算出实际瞬时电流的预测值,然后将电流预测值和器件开关状态代人该模型计算出准

2、确的补偿时间,实时的对补偿电压进行调整。最后,改进算法在7.5kW感应电机变频调速系统上进行了实验验证,结果证明了该补偿方法能有效改善电机的电流波形。关键词:三电平逆变器;死区补偿;电机模型预测中图分类号:TM921文献标识码:AMethodofDead·-timeCompensationinThree·-levelInverterBasedonMotorModelPredictiveControlTIANKai,JINXuefeng,ZHANGCe,NIUSongsen,GAOSheng(nnResearchInstituteo

3、fElectricScienceCo.,,死0凡300180,China)Abstract:Thedead‘timeeffectofthethree‘levelvoltageinverterwasanalyzed.Amethodofdead—timecompensationforthree—levelvoltagesourceinvertersbasedonmotormodelpredictivewasintroduced,forwhichthedelayofcurrentsamplingandparasiticcapacitan

4、ceeffectscouldleadtoinaccurateofdeadtimecompensationintoaccount.Themathematicalmodelofinductionmotorwiththree-levelvoltageSOUrCeinverterhadbeenestablished,andthecurentvalueinfuturecouldbecalculatedbysubstitutingtheinstantaneousvalueofcurrentandswitchingstateintothemod

5、e1.Thenthecurentpolaritycouldbejudged.Atlast,inordertotesttheperformancesoftheimprovedmethod,experimentswerecarriedonvariablefrequencyspeedcontrolsystemfor7.5kWinductionmotor.Theexperimentresultsprovedthatthecurentwaveformofinductionmotoriseffectivelyimprovedbytheprop

6、osedmethod.Keywords:three-levelinverter;dead-timecompensation;motormodelpredictivecontrol在三电平逆变器中,为防止同一桥臂互补导进行补偿;电流检测补偿通过硬件电路实时检通的开关管直通,通常需在开关管的开通和关断测电流极性,判断补偿电压。由于硬件补偿方时刻加入一定的死区时间以延迟开关器件导法也有采样信号滞后、过零点抖动等问题,而且通。死区的设置会使实际输出电压与给定电压需要额外的硬件电路,会使成本增加,所以在实之间出现偏差,导致输出电流波形畸变和

7、电机转际中并不常用。软件补偿大体分为两种:1)通过矩脉动,在输出电压较低时这种影响尤为严重⋯。计算对电压平均值进行补偿,该方法简单易行,同时也降低了直流电压利用率和逆变器效率。但对于电流过零点附近的补偿效果不佳;2)通现已有许多学者对死区补偿方法进行了研过在每个PWM周期内采集电流极性实时对输出究,基本上可分为硬件补偿和软件补偿两种。电压进行补偿,补偿效果取决于电流采样的准确硬件补偿大体分为电压检测补偿和电流极性检性和实时眭,若电流检测不准或滞后时间过长则测补偿:电压检测补偿通过实时采集到的输出电导致补偿不准,反而可能会使死区影响

8、加重。压与给定电压进行比较,将误差反馈到给定通道功率开关器件的寄生电容对器件的开通和作者简介:田凯(1987一),男,本科,工程师,Email:tiankai—answer@163.corn16田凯,等:一种基于电机模型预测的三电平死区补偿方法电气

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