[发明专利]一种基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法

权利要求书

1.一种基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法，其特征在于，在逆变器的调制波中注入补偿分量，对决定输出相电压的开关管的导通时间进行时间补偿；当相电流i_a>0时，增大决定输出相电压的开关管VTa2的导通时间，使其接近无死区的理想导通时间，以减小波形畸变；当相电流i_a<0时，增大决定输出相电压的开关管VTa1的导通时间，使其接近无死区的理想导通时间，以减小波形畸变；补偿分量u_d的大小由预期设定的补偿时间T_x决定；

所述补偿分量u_d的计算方法包括：

由三角载波波形构成的相似三角形ΔAMG、ΔBMF、ΔCMD得：

其中，点A的坐标为(0,0)，点M的坐标为(T_c/4，1)，点G的坐标为(T_c/2，0)，点B为直线AM与直线y＝u_r-u_d的交点，点C为直线AM与直线y＝u_r的交点，点F为直线MG与直线y＝u_r-u_d的交点，点D为直线MG与直线y＝u_r的交点；T_c为三角载波周期，u_r为补偿前的调制波；

联立上两式得：

联立上两式得到该死区补偿分量u_d与T_x的关系为：

式中，sign(i_a)代表电流的极性，sign(i_a)＝1代表i_a≥0，sign(i_a)＝-1代表i_a<0。

2.根据权利要求1所述的基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法，其特征在于，带死区及补偿的a相电压u_a″的第n次谐波幅值m_n″的计算方法包括：

计算有死区有补偿时的开关角α_k”：

α_k”＝α_k+θ_k1+θ_k2 (6)

式中，α_k为理想情况下第k个开关角的角度，θ_k1为加上补偿分量后电流大于零时的相电压上升沿开关角延时角度和电流小于零时的相电压下降沿开关角延时角度，θ_k2为加上补偿分量后电流大于零时的相电压下降沿开关角延时角度和电流小于零时的相电压上升沿开关角延时角度；且：

式中，T_d为死区时间，ω为调制信号的角频率；

则带死区及补偿的a相电压u_a″的傅里叶系数a_n”和b_n”，及其第n次谐波幅值m_n″分布为：

式中，U_dc为逆变器直流侧电压，N为半周期中的开关角总数，i∈[1,N]，j∈[1,N]，α_i为第i个开关角的角度，α_j为第j个开关角的角度；θ_i1、θ_i2、θ_j1、θ_j2分别为加上补偿分量后第i个开关角处于电流大于零相电压上升沿时的延时角度和处于电流小于零相电压下降沿时的延时角度、第i个开关角处于电流大于零相电压下降沿时的延时角度和处于电流小于零相电压上升沿时的延时角度、第j个开关角处于电流大于零相电压上升沿时的延时角度和处于电流小于零相电压下降沿时的延时角度、第j个开关角处于电流大于零相电压下降沿时的延时角度和处于电流小于零相电压上升沿时的延时角度。

3.根据权利要求2所述的基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法，其特征在于，要抑制由死区引起的谐波,需使带补偿的第n次谐波幅值m_n″应该与理想的无死区影响的第n次谐波幅值m_n相等，即

式中，a_n和b_n为逆变器的对地相电压u_a傅里叶变换后的的傅里叶系数；

则由式(9)和式(10)得：

θ_i1+θ_i2＝θ_j1+θ_j2i,j＝1,2......N (11)

将式(11)带入式(6)得：T_x＝T_d，则完全补偿时死区补偿分量的表达式为：