专利名称：逆变器死区补偿系统及方法
技术领域：
本发明涉及逆变器控制领域，更具体地说，涉及一种逆变器死区补偿系统及方法。
背景技术：
电压脉宽调制类型的变频器广泛应用于各种电机控制场合，为了防止逆变器同一桥臂的上下两个功率器件直通毁坏逆变器，需要人为地在控制信号中加入死区时间(在死区时间内，两个功率器件均截止)，以保证同一桥臂的上下两个功率器件总是先关后通。此夕卜，逆变器工作时，开关时间存在延迟，并且关断时间通常延迟更长，这些都导致了实际得到的电压值与理论值之间存在差异，该效应也可称为死区。死区的存在将对电压、电流和转矩等各方面都产生影响，在低频时这种现象尤其明显，因为相同载波下，低频时一个周期内开关次数更多，并且低频时输出电压较低，死区 效应比重越大。最直接地，它降低了系统的输出电压能力，乃至出现相移。为了克服死区的影响，需要补偿死区造成的电压损失。相对于相电流大于零和小于零的情况，需要对相应相电压做不同的补偿。如何确定相电流的过零点是进行死区补偿的一个关键，它决定了死区补偿的成败。目前，主要通过以下方式确定相电流过零点将相电流转换为D-Q坐标系下的直流量，此时再低通滤波，不用考虑局部延迟问题，以便克服检测电流的噪声影响。但该方法需要进行旋转变换，而旋转变换需要一个旋转角度Θ，如何确定旋转角度Θ是一个难点。旋转角度Θ通常采用电压的角频率ω乘以时间t得到，但是在许多动态的场合，电流的角频率和电压的角频率并不完全相等，此时若采用电压的角频率ω乘以t得到的角度分解电流会与实际的情况不一致，由此会造成死区补偿错误，影响电压输出，严重的会造成电机震荡无法运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述死区补偿中旋转角度无法准确确定的问题，提供一种逆变器死区补偿系统及方法。本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种逆变器死区补偿系统，包括三相锁相环、第一旋转变换单元、低通滤波单元、反向变换单元；其中所述三相锁相环，用于对输入到电机的三相电流进行处理获得电流角频率ω及旋转角Θ ;所述第一旋转变换单元，用于按照所述旋转角Θ对电流进行旋转变换获得D轴和Q轴电流分量；所述低通滤波单元，用于对所述D轴和Q轴电流分量分别进行低通滤波；反向变换单元，用于对低通滤波后的D轴和Q轴电流分量进行反向变换，所述反向变换后的电流直接用于死区补偿中电流过零点判断。在本发明所述的逆变器死区补偿系统中，所述三相锁相环包括3/2变换单元、第二旋转变换单元、PI调节器及积分处理单元，其中所述3/2变换单元用于对输入到电机的三相电流进行3/2变换；所述第二旋转单元用于对3/2变换后的电流进行旋转变换获得D轴和Q轴电流分量；所述PI调节器用于将锁相误差输入PI调节器获得电流角频率ω，所述锁相误差为O与Q轴电流分量之差；所述积分处理单元用于通过对电流角频率ω进行积分运算获得旋转角Θ。在本发明所述的逆变器死区补偿系统中，所述PI调节器的传递函数为kpd+TisVsTi，所述三相锁相环的闭环传递函数为
权利要求
1.一种逆变器死区补偿系统，其特征在于包括三相锁相环、第一旋转变换单元、低通滤波单元、反向变换单元；其中所述三相锁相环，用于对输入到电机的三相电流进行处理获得电流角频车t及旋转角0 ;所述第一旋转变换单元，用于按照所述旋转角5对电流进行旋转变换获得D轴和Q轴电流分量；所述低通滤波单元，用于对所述D轴和Q轴电流分量分别进行低通滤波；反向变换单元，用于对低通滤波后的D轴和Q轴电流分量进行反向变换，所述反向变换后的电流直接用于死区补偿中电流过零点判断。
2.根据权利要求I所述的逆变器死区补偿系统，其特征在于所述三相锁相环包括3/2变换单元、第二旋转变换单元、PI调节器及积分处理单元，其中所述3/2变换单元用于对输入到电机的三相电流进行3/2变换；所述第二旋转单元用于对3/2变换后的电流进行旋转变换获得D轴和Q轴电流分量；所述PI调节器用于将锁相误差输入PI调节器获得电流角频率 ,所述锁相误差为O与Q轴电流分量之差；所述积分处理单元用于通过对电流角频率^进行积分运算获得旋转角&。
3.根据权利要求2所述的逆变器死区补偿系统，其特征在于所述PI调节器的传递函数为
4.根据权利要求2所述的逆变器死区补偿系统，其特征在于所述第一旋转变换单元与第二旋转变换单元共用一个物理电路。
5.根据权利要求I所述的逆变器死区补偿系统，其特征在于所述反向变换单元包括旋转反变换单元及2/3变换单元，其中所述旋转反变换单元用于对低通滤波后的D轴和Q轴电流分量进行旋转反变换，所述2/3变换单元用于对旋转反变换的电流进行2/3变换。
6.一种逆变器死区补偿方法，其特征在于包括以下步骤 步骤(a)，通过三相锁相环对输入到电机的三相电流进行处理获得电流角频率级,并根据所述电流角频车O获得旋转角0 ; 步骤(b)，按照所述旋转角4对电流进行旋转变换获得D轴和Q轴电流分量； 步骤(c)，对所述D轴和Q轴电流分量分别进行低通滤波和反向变换，并根据反向变换后的电流进行死区补偿。
7.根据权利要求6所述的逆变器死区补偿方法，其特征在于所述步骤(a)包括 (al)将输入到电机的三相电流进行3/2变换以及旋转变换获得D轴和Q轴电流分量； (a2)将锁相误差输入PI调节器获得电流角频率 所述锁相误差为O与Q轴电流分量之差。
8.根据权利要求7所述的逆变器死区补偿方法，其特征在于所述PI调节器的传递函数为
9.根据权利要求6-8中任一项所述的逆变器死区补偿方法，其特征在于所述步骤(a)中通过对电流角频率0进行积分运算获得旋转角&。
10.根据权利要求6所述的逆变器死区补偿方法，其特征在于所述步骤(c)中的反向变换包括对低通滤波后的D轴和Q轴电流分量进行旋转反变换以及2/3变换，其中旋转反变换的旋转角与步骤(b)中获得的旋转角P相同。
全文摘要
本发明提供了一种逆变器死区补偿系统，包括三相锁相环、第一旋转变换单元、低通滤波单元、反向变换单元；其中所述三相锁相环，用于对输入到电机的三相电流进行处理获得电流角频率ω及旋转角θ；所述第一旋转变换单元，用于按照所述旋转角θ对电流进行旋转变换获得D轴和Q轴电流分量；所述低通滤波单元，用于对所述D轴和Q轴电流分量分别进行低通滤波；反向变换单元，用于对低通滤波后的D轴和Q轴电流分量进行反向变换，所述反向变换后的电流直接用于死区补偿中电流过零点判断。本发明还提供了一种对应的方法。本发明直接通过采样电流获得电流角频率，从而在任何时候都可以准确地跟踪三相电流的角频率，使电流的过零判断在任何时候都准确。
文档编号H02M7/53GK102739093SQ20121020783
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者唐杰 申请人:深圳市汇川技术股份有限公司, 苏州汇川技术有限公司, 苏州默纳克控制技术有限公司