[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

说明书

本发明公开一种基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法，通过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，通过补偿前后的谐波定量分析计算得到。本发明针对谐波抑制问题，提出在逆变器的调制信号中注入补偿分量的死区效应补偿方法，能够够有效地补偿死区效应，降低电流的总谐波含量，且有效性强，精度高。

技术领域

本发明涉及变流器控制与调制技术领域，具体为一种基于SPWM(sinusoidalpulse width modulation正弦脉冲宽度调制)技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法。

背景技术

PWM逆变器的死区补偿在改善逆变器的谐波污染与谐波谐振问题方面具有十分重要的意义。PWM技术的应用使得电压型逆变器具有电路简单、效率高、动态响应速度快等优势。但三相脉宽调制电压源逆变器由于死区效应所造成的谐波问题也会对并网电网和负载带来不利影响，而且可能引发谐波不稳定或者谐波谐振。因此，对于逆变器的死区效应补偿的研究具有十分重要的意义

对于PWM逆变器的死区补偿，目前采用的方式主要有两种，一种是对补偿死区效应所需的开关管导通时间进行补偿；另一种为对通过死区效应所导致的输出电压的偏差，叠加到参考电压上来进行补偿。但两种补偿方法均具有一定的局限性。开关管导通时间补偿法，由于估算的延时，往往会导致误补偿，从而不能获得理想的补偿效果。输出电压偏差补偿法，不能实现对其补偿效果进行定量分析。鲜有研究从谐波定量分析的角度来证明补偿方法的有效性与精度。更加简单的基于定量分析的死区补偿方法需要更进一步的研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于针对逆变器的谐波抑制问题提供一种能够有效地补偿死区效应，降低电流的总谐波含量基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法，技术方案如下：

一种基于SPWM技术的三相两电平逆变器死区效应补偿方法，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&gt;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&lt;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。

进一步的，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：