级联型高压变频器的死区补偿系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种级联型高压变频器的死区补偿系统及方法，方法包括：S1、将控制系统发出的PWM源信号在一功率单元的一桥臂中形成的PWM波形的起始点作为坐标原点，计算所有功率单元的左侧、右侧死区点的坐标；S2、检测由PWM源信号控制的输出电流在桥臂中的方向，并比较输出电流过零点时刻的坐标与左侧、右侧死区点的坐标的大小关系；S3、根据大小关系及功率单元的死区时间计算左侧及右侧死区补偿时间的总和；S4、计算控制系统发出的PWM源信号需要进行死区补偿的补偿时间，并调节PWM源信号的占空比。本发明能够支持各种调制算法的死区补偿，也能适应于不同级联数、不同开关频率的高压变频器。
【专利说明】级联型高压变频器的死区补偿系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种级联型高压变频器的死区补偿系统及方法。
【背景技术】
[0002] 目前级联型高压变频器已成为高压变频器的主流的拓扑结构，其控制方式基本上 采用VF控制（电压频率变换控制），且采用CPS-SPWM (载波移相-正弦脉宽调制）的调试 方法，也有少数公司开发出了基于矢量控制的高压变频器。现有的级联型高压变频器的死 区补偿方式比较单一，不能支持不同级联数的高压变频器，对于不同开关频率及不同的调 制算法，其死区补偿方式也无法统一，现有技术中也不存在能够适应不同级联数、不同开关 频率、不同中性点位置以及不同调制算法的死区补偿方式。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中不存在能够适应不同级联数、不 同开关频率、不同中性点位置以及不同调制算法的死区补偿方式的缺陷，提供一种级联型 高压变频器的死区补偿系统及方法。
[0004] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0005] 本发明提供了一种级联型高压变频器的死区补偿方法，其特点在于，包括以下步 骤：
[0006] Si、将所述级联型高压变频器的控制系统发出的PWM(脉冲宽度调制）源信号在所 述级联型高压变频器中的一功率单元的Η桥的一桥臂中形成的PWM波形的起始点作为坐标 原点，计算所述级联型高压变频器的所有功率单元的2N S个左侧死区点、2NS个右侧死区点 相对于所述坐标原点的坐标，其中Ns为所述级联型高压变频器的功率单元的级联数；
[0007] S2、检测由所述PWM源信号控制的输出电流在所述桥臂中的方向，并比较输出电 流过零点时刻的坐标分别与所述左侧死区点、所述右侧死区点的坐标之间的大小关系；
[0008] S3、根据所述大小关系、所述PWM波形的占空比及所述功率单元的死区时间分别计 算所述级联型高压变频器的所有功率单元的左侧死区补偿时间的总和以及右侧死区补偿 时间的总和；
[0009] S4、计算所述控制系统发出的PWM源信号需要进行死区补偿的补偿时间，并根据所 述补偿时间调节所述PWM源信号的占空比。
[0010] 较佳地，步骤Si中所述桥臂为所述级联型高压变频器中PWM波形未发生移相的功 率单元的Η桥的左上桥臂；优选地，为所述级联型高压变频器的第一级功率单元的Η桥的左 上桥臂；步骤S 2中将输出电流流入所述级联型高压变频器的中性点的方向设置为正方向； 步骤S3中所述左侧死区补偿时间的总和及所述右侧死区补偿时间的总和的计算公式分别 如下：
[0011] 当所述输出电流为正方向且在所述左上桥臂中形成的PWM波形的占空比>50% 时，计算公式为 ：
[0012] TcpL = (Ns_k/2) *Tpud，Ak < Μ < Ak+1 ;
[0013] TcpR = - (k/2) *Tpud，Bk < M < Bk+1 ;
[0014] 其中，表示所述左侧死区补偿时间的总和，TepK表示所述右侧死区补偿时间的 总和，Tpud表示所述功率单元的死区时间，Μ表示所述输出电流过零点时刻的坐标，Ak表示 第K个左侧死区点的坐标，Bk表示第K个右侧死区点的坐标，心=0, = 0, K为整数且 0 ^ K ^ 2NS ；
[0015] 当所述输出电流为正方向且所述占空比〈50 %时，计算公式为：
[0016] TcpL = (Ns_k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ;
[0017] TcpK = - (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ;
[0018] 当所述输出电流为负方向且所述占空比>50%时，计算公式为：
[0019] TcpL = (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ;
[0020] TcpK = - (Ns_k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ;
[0021] 当所述输出电流为负方向且所述占空比〈50%时，计算公式为：
[0022] TcpL = (k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ;
[0023] TcpK = - (Ns_k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ;
[0024] 步骤S4中所述补偿时间的计算公式如下：
[0025] Tramp = (Τ_+?；ρκ) /Ns，其中Tramp表示所述补偿时间。
[0026] 另外，步骤Si中所述2凡个左侧死区点、2NS个右侧死区点的坐标的计算方式如 下：
[0027] 假设所诉左上桥臂中形成的PWM波形的占空比为ccrl，左下桥臂中PWM波形的占 空比为ccr3,则ccrl+ccr3 = 100%，以时间为单位计算,假设移相时间At = Ty(2Ns)，贝1J 移相角Λ d = 2 π * (Ty2Ns) /T，其中T。表示PWM波形的载波周期，以所述左上桥臂中形成的 PWM波形的起始点为坐标原点，则第一个左侧死区点4及第一个右侧死区点&的坐标分别 如下：
[0028] Ai = a = Tc*(l-ccrl)/2 ；
[0029] = β = Tc* (l_ccr3)/2 ;
[0030] 由 ccrl+ccr3 = 100%可得：
[0031] A! = α = Tc*ccr3/2 ;
[0032] B! = β = Tc*ccrl/2 ；
[0033] 那么，死区影响的2NS个左侧死区点的坐标表达式为：
[0034] = a+(m-l) At，其中 m 为整数且 1 彡 m 彡 Ns ;
[0035] An = An_Ns+V2,其中η为整数且Ns+1 < η < 2NS ;其中A^、An分别表示第m个、第 η个左侧死区点的坐标。
[0036] 死区影响的2NS个右侧死区点的坐标表达式为：
[0037] Bm = β + (m_l) Δ t，其中 m 为整数且 1 < m < Ns ;
[0038] Bn = Bn_Ns+Ty2,其中n为整数且Ns+1彡n彡2NS，其中B m、Bn分别表示第m个、第η 个右侧死区点的坐标
[0039] 较佳地，所述级联型高压变频器的功率单元的级联数Ns > 2。
[0040] 本发明的目的在于还提供了一种级联型高压变频器的死区补偿系统，其特点在 于，包括：
[0041] 一第一计算模块，用于将所述级联型高压变频器的控制系统发出的PWM源信号在 所述级联型高压变频器中的一功率单元的Η桥的一桥臂中形成的PWM波形的起始点作为坐 标原点，计算所述级联型高压变频器的所有功率单元的2N S个左侧死区点、2NS个右侧死区 点相对于所述坐标原点的坐标，其中Ns为所述级联型高压变频器的功率单元的级联数；
[0042] 一检测模块，用于检测由所述PWM源信号控制的输出电流在所述桥臂中的方向， 并比较输出电流过零点时刻的坐标分别与所述左侧死区点、所述右侧死区点的坐标之间的 大小关系；
[0043] 一第二计算模块，用于根据所述大小关系、所述PWM波形的占空比及所述功率单 元的死区时间分别计算所述级联型高压变频器的所有功率单元的左侧死区补偿时间的总 和以及右侧死区补偿时间的总和；
[0044] -死区补偿模块，用于计算所述控制系统发出的PWM源信号需要进行死区补偿的 补偿时间，并根据所述补偿时间调节所述PWM源信号的占空比。
[0045] 较佳地，所述桥臂为所述级联型高压变频器中PWM波形未发生移相的功率单元的 Η桥的左上桥臂；所述检测模块还用于将输出电流流入所述级联型高压变频器的中性点的 方向设置为正方向；所述第二计算模块计算所述左侧死区补偿时间的总和及所述右侧死区 补偿时间的总和的公式如下：
[0046] 当所述输出电流为正方向且在所述左上桥臂中形成的PWM波形的占空比>50% 时，计算公式为 ：
[0047] TcpL= (Ns-k/2)*Tpud,Ak^M< Ak+1 ；
[0048] TcpR = _(k/2)*Tpud，Bk < Μ < Bk+1 ;
[0049] 其中，表示所述左侧死区补偿时间的总和，TepK表示所述右侧死区补偿时间的 总和，Tpud表示所述功率单元的死区时间，Μ表示所述输出电流过零点时刻的坐标，Ak表示 第K个左侧死区点的坐标，Bk表示第K个右侧死区点的坐标，心=0, = 0, K为整数且 0 ^ K ^ 2NS ；
[0050] 当所述输出电流为正方向且所述占空比〈50 %时，计算公式为：
[0051 ] TcpL = (Ns-k/2) *Tpud, Bk ^ Μ < Bk+1 ；
[0052] TcpK = - (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ;
[0053] 当所述输出电流为负方向且所述占空比>50%时，计算公式为：
[0054] TcpL = (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ;
[0055] TcpK = - (Ns_k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ;
[0056] 当所述输出电流为负方向且所述占空比〈50%时，计算公式为：
[0057] TcpL = (k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ;
[0058] TcpK = - (Ns_k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ;
[0059] 所述死区补偿模块计算所述补偿时间的公式如下：
[0060] τ·ρ = (Τ_+?；ρκ) /Ns，其中Τ·ρ表示所述补偿时间。
[0061] 较佳地，所述级联型高压变频器的功率单元的级联数Ns > 2。
[0062] 本发明的积极进步效果在于：本发明能够直接通过PWM输出来计算死区补偿量， 不受调制算法的限制，可以支持各种调制算法的死区补偿，也能适应于不同级联数、不同开 关频率的高压变频器，同时也支持不同中性点位置的级联型高压变频器的死区补偿，具有 很强的适应能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0063] 图1为本发明的一较佳实施例的级联型高压变频器的死区补偿系统的模块示意 图。
[0064] 图2为本发明的一较佳实施例的级联型高压变频器的中性点与功率单元左桥中 点相连接时的电路示意图。
[0065] 图3为本发明的一较佳实施例的级联型高压变频器的电机与功率单元左桥中点 相连接时的电路示意图。
[0066] 图4为本发明的一较佳实施例的PWM波形未发生移相的功率单元的逆变侧的电路 示意图。
[0067] 图5为本发明的一较佳实施例的当左上桥臂PWM占空比>50 %时PWM波形未发生 移相的功率单元输出的PWM波形的波形示意图。
[0068] 图6为本发明的一较佳实施例的当左上桥臂PWM占空比〈50 %时PWM波形未发生 移相的功率单元输出的PWM波形的波形示意图。
[0069] 图7为本发明的一较佳实施例当左上桥臂PWM占空比>50 %时PWM波形未发生移 相的功率单元输出的PWM波形的死区分布示意图。
[0070] 图8为本发明的一较佳实施例的5级联高压变频器的死区分析示意图。
[0071] 图9为本发明的一较佳实施例的级联型高压变频器的死区补偿方法的流程图。
【具体实施方式】
[0072] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。
[0073] 如图1所示，本发明的级联型高压变频器的死区补偿系统包括一第一计算模块1、 一检测模块2、一第二计算模块3以及一死区补偿模块4。
[0074] 对于级联型高压变频器，其所有功率单元接收到的PWM信号均是由控制系统发出 的，也就是PWM信号源是一致的，即每相上功率单元的PWM占空比是一样的，所不同的是不 同功率单元之间存在一定倍数的移相角。因此，不需要对每个功率单元单独进行死区补偿， 只需要从其中的一个功率单元出发，通过计算得出对所述控制系统发出的PWM源信号的死 区补偿量即可，进而通过对所述控制系统发出的PWM源信号进行死区补偿，来实现对所述 级联型高压变频器的所有功率单元的死区补偿。
[0075] 所述第一计算模块1将所述级联型高压变频器的控制系统发出的PWM源信号在所 述级联型高压变频器中的一功率单元的Η桥的一桥臂中形成的PWM波形的起始点作为坐标 原点，在本实施例中，所述功率单元为所述级联型高压变频器中PWM波形未发生移相的功 率单元，优选地为第一级功率单元，所述桥臂为左上桥臂，并计算所述级联型高压变频器的 所有功率单元的2队个左侧死区点、2N S个右侧死区点相对于所述坐标原点的坐标，其中Ns 为所述级联型高压变频器的功率单元的级联数。
[0076] 所述检测模块2则检测由所述PWM源信号控制的输出电流在所述桥臂中的方向， 并比较输出电流过零点时刻的坐标分别与所述左侧死区点、所述右侧死区点的坐标之间的 大小关系。
[0077] 所述第二计算模块3根据所述大小关系、所述PWM波形的占空比及所述功率单元 的死区时间分别计算所述级联型高压变频器的所有功率单元的左侧死区补偿时间的总和 以及右侧死区补偿时间的总和。
[0078] 所述死区补偿模块4最后会计算所述控制系统发出的PWM源信号需要进行死区补 偿的补偿时间，并根据所述补偿时间调节所述PWM源信号的占空比，从而通过对所述PWM源 信号的调节来实现对所述级联型高压变频器的所有功率单元的死区补偿。
[0079] 下面对级联型高压变频器的死区影响进行分析，级联型高压变频器的单元拓扑连 接有两种方式，一种是高压变频器的中性点与功率单元左桥中点相连接，另一种是高压变 频器的电机与功率单元左桥中点相连接，其电路示意图分别如图2及图3所示，对于同样的 Η桥PWM信号，在这两种连接方式下输出的电压及电流方向正好相反。
[0080] 对于级联型高压变频器的死区影响的分析，首先假设中性点在右桥，即图3中的 连接方式，然后具体分析其中的一个功率单元（即PWM波形未发生移相的功率单元）的死 区影响，功率单元的逆变部分的具体电路结构如图4所示，其中Τ1-Τ4为Η桥四个桥臂（依 次为左上桥臂、右上桥臂、左下桥臂、右下桥臂）上的开关器件，D1-D4为Η桥四个桥臂上 的续流二极管，U u为左桥臂的级联点，Ud为右桥臂的级联点，分别分析Τ1桥臂PWM占空比 >50%和〈50%时，两种电流方向下死区对输出电压的影响。
[0081] (1)T1桥臂（左上桥臂）PWM占空比>50%
[0082] 当Τ1桥臂（左上桥臂）PWM占空比>50%时，Η桥的四个开关器件PWM输出的波形 如图5所示，其中虚线框部分即是PWM受到死区影响而调整的部分。
[0083] 1、假设电流为正，因为Τ1桥PWM占空比>50%，即左上桥>50%，死区会导致存在 仅有Τ1或Τ4导通的情况，其中 ：
[0084] 1)图5中斜线矩形框左侧虚线部分（图5中实线箭头所指），正常情况下ΤΙ、Τ4 导通输出+U d。，而死区的存在使得仅Τ4导通，从而形成Ud = >T4 = >D3 = >UU的电流回路， 输出0V，因此该段时间少输出+Ud。，需要补偿；
[0085] 2)图5中斜线矩形框右侧虚线部分，正常情况下ΤΙ、T2导通输出0V，而死区的存 在使得仅T1导通，从而形成U d = >D2 = >T1 = >UU的电流回路，输出也是0V，因此该段时 间不受影响，无需补偿；
[0086] 3)图5中横线矩形框左侧虚线部分（图5中虚线箭头所指），正常情况下ΤΙ、T4 导通输出+U d。，而死区的存在使得仅T1导通，从而形成Ud = >D2 = >T1 = >UU的电流回路， 输出0V，因此该段时间少输出+Ud。，需要补偿；
[0087] 4)图5中横线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T3、T4导通输出0V，而死区的存 在使得仅T4导通，从而形成U d = >T4 = >D3 = >UU的电流回路，输出也是0V，因此该段时 间不受影响，无需补偿。因此这种情况下，死区的影响是斜线、横线矩形框左侧虚线框少输 出 +Udc。
[0088] 在这种情况下，死区的影响是图5中斜线、横线矩形框左侧虚线框少输出+Ud。。
[0089] 2、假设电流为负，其中：
[0090] 1)图5中斜线矩形框左侧虚线部分（图5中实线箭头所指），正常情况下ΤΙ、T4 导通，形成Uu = >D1 = >C = >D4 = >Ud，其中C表示母线电容，输出+Ud。，而死区的存在，导 致虽然仅T4导通，但同样形成Uu = >D1 = >C = >D4 = >Ud的电流回路，输出+Ud。，因此该 段时间不受影响，无需补偿；
[0091] 2)图5中斜线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T1、T2导通，形成UU=>D1 = >T2 =>ud的电流回路，输出0V，而死区的存在，使得仅Τ1导通，从而形成Uu = >D1 = >C = >D4 =>Ud的电流回路，输出+Ud。，因此该段时间多输出+U d。，需要补偿；
[0092] 3)图5中横线矩形框左侧虚线部分（图5中虚线箭头所指），正常情况下T1、T4 导通输出+u d。,而死区的存在使得仅Τ1导通，从而形成Uu = >D1 = >C = >D4 = >Ud的电流 回路，也输出+Ud。，因此该段时间不受影响，无需补偿；
[0093] 4)图5中横线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T3、T4导通输出0V，而死区的存 在使得仅T4导通，从而形成U u = >D1 = >C = >D4 = >Ud的电流回路，输出+Ud。，因此该段 时间多输出+Ud。，需要补偿。
[0094] 在这种情况下，死区的影响是图5中斜线、横线矩形框右侧虚线框多输出+Ud。。
[0095] (2)T1 桥臂 PWM 占空比〈5〇%
[0096] 当Τ1桥臂PWM占空比〈50%时，Η桥的四个开关器件Ρ丽输出的波形如图6所示， 其中虚线框部分即是PWM受到死区影响而调整的部分。
[0097] 1、假设电流为正，因为Τ1桥PWM占空比〈50%，即左上桥〈50%，死区会导致存在 仅有Τ2或Τ3导通的情况，其中 ：
[0098] 1)图6中斜线矩形框左侧虚线部分（图6中实线箭头所指），正常情况下Τ2、Τ3 导通输出_U d。，而死区的存在使得仅Τ3导通，从而形成Ud = >D2 = >C = >D3 = >UU的电流 回路，也输出_Ud。，因此该段时间不受影响，无需补偿；
[0099] 2)图6中斜线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T1、T2导通，形成Ud = >D2 = >Tl =>uu的电流回路，输出0V，而死区的存在使得仅T2导通，从而形成Ud = >D2 = >C = >D3 =>UU的电流回路，输出_Ud。，该段时间多输出-U d。，需要补偿。
[0100] 3)图6中横线矩形框左侧虚线部分（图6中虚线箭头所指），正常情况下T2、T3 导通输出_Ud。，而死区的存在使得仅T2导通，从而形成Ud = >D2 = >C = >D3 = >UU的电流 回路，也输出_Ud。，因此该段时间不受影响，无需补偿；
[0101] 4)图6中横线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T3、T4导通输出0V，而死区的存 在使得仅T3导通，从而形成U d = >D2 = >C = >D3 = >UU的电流回路，输出-Ud。，因此该段 时间多输出_Ud。，需要补偿。
[0102] 在这种情况下，死区的影响是图6中斜线、横线矩形框右侧虚线框多输出-Ud。。
[0103] 2、假设电流为负，其中：
[0104] 1)图6中斜线矩形框左侧虚线部分（图6中实线箭头所指），不考虑死区情况下 T2、T3导通，形成Uu = >T3 = >C = >T2 = >Ud的电流回路，输出-Ud。，而死区的存在使得仅 有T3导通，从而形成U u = >T3 = >D2 = >Ud的电流回路，输出0V，因此该段时间少输出-Ud。， 需要补偿；
[0105] 2)图6中斜线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T1、T2导通，形成UU=>D1 = >T2 =>Ud的电流回路，输出0V，而死区的存在，虽然使得仅Τ2导通，但是同样形成U u= >D1 = >T3 = >Ud的电流回路，也输出0V，因此该段时间不受影响，无需补偿；
[0106] 3)图6中横线矩形框左侧虚线部分（图6中虚线箭头所指），正常情况下T2、T3 导通输出_Ud。，而死区的存在使得仅Τ2导通，从而形成Uu = >D1 = >Τ2 = >Ud的电流回路， 输出0V，因此该段时间少输出-Ud。，需要补偿；
[0107] 4)图6中横线矩形框右侧虚线部分，正常情况下T3、T4导通，形成Uu = >T3 = >D4 =>ud的电流回路，输出0V，而死区的存在，虽然使得仅T3导通，但是同样形成U u= >T3 = >D4 = >Ud的电流回路，也输出0V，因此该段时间不受影响，无需补偿。
[0108] 在这种情况下，死区的影响是图6中斜线、横线矩形框左侧虚线框少输出-Ud。。
[0109] 采用以上分析方法，可以全面分析不同功率单元拓扑连接方式（即中性点与不同 位置点相连接），不同电流方向、不同占空比情况下死区的影响。具体分析如表1-1所示。 其中中性点分为右桥、左桥，分别对应图2、图3中所示的连接方式。电流正方向定义如图4 所示，即将输出电流流入所述级联型高压变频器的中性点的方向设置为正方向。"无死区脉 冲左侧回路"表示类似图5、图6中斜线、横线矩形框脉宽左侧虚线部分，在没有死区影响 情况下的形成的电流回路；"有死区脉冲左侧回路"表示类似图5、图6中斜线、横线矩形框 脉宽左侧虚线部分，在死区影响情况下的形成的电流回路，若两区域形成回路不一致，则上 行、下行分别对应斜线、横线矩形框脉宽左侧虚线部分形成的回路；"无死区脉冲右侧回路" 表示类似图5、图6中斜线、横线矩形框脉宽右侧虚线部分，在没有死区影响情况下的形成 的电流回路，若两区域形成回路不一致，上行、下行分别对应斜线、横线矩形框脉宽左侧虚 线部分形成的回路；"有死区脉冲右侧回路"表示类似图5、图6中斜线、横线矩形框脉宽右 侧虚线部分，在死区影响情况下的形成的电流回路，若两区域形成回路不一致，上行、下行 分别对应斜线、横线矩形框脉宽左侧虚线部分形成的回路。
[0110] 从表1-1中可以归纳出以下三点结论：
[0111] 1)死区补偿与所述级联型高压变频器的中性点位置无关；
[0112] 2)电流正方向且T1占空比>50%，或者电流负方向且T1占空比〈50%，则仅在有 效脉冲（即图5、图6中斜线与横线矩形框部分）的左侧死区存在影响；
[0113] 3)电流正方向且T1占空比〈50%，或者电流负方向且T1占空比>50%，则仅在脉 冲的右侧死区存在影响。
[0114] 表1-1级联型高压变频器死区影响分析表
[0115]
【权利要求】
1. 一种级联型高压变频器的死区补偿方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 将所述级联型高压变频器的控制系统发出的PWM源信号在所述级联型高压变频器 中的一功率单元的Η桥的一桥臂中形成的PWM波形的起始点作为坐标原点，计算所述级联 型高压变频器的所有功率单元的2凡个左侧死区点、2N S个右侧死区点相对于所述坐标原点 的坐标，其中Ns为所述级联型高压变频器的功率单元的级联数； 52、 检测由所述PWM源信号控制的输出电流在所述桥臂中的方向，并比较输出电流过零 点时刻的坐标分别与所述左侧死区点、所述右侧死区点的坐标之间的大小关系； 53、 根据所述大小关系、所述PWM波形的占空比及所述功率单元的死区时间分别计算所 述级联型高压变频器的所有功率单元的左侧死区补偿时间的总和以及右侧死区补偿时间 的总和； 54、 计算所述控制系统发出的PWM源信号需要进行死区补偿的补偿时间，并根据所述补 偿时间调节所述PWM源信号的占空比。
2. 如权利要求1所述的死区补偿方法，其特征在于，步骤Si中所述桥臂为所述级联型 高压变频器中PWM波形未发生移相的功率单元的Η桥的左上桥臂；步骤S 2中将输出电流流 入所述级联型高压变频器的中性点的方向设置为正方向；步骤S3中所述左侧死区补偿时间 的总和及所述右侧死区补偿时间的总和的计算公式分别如下： 当所述输出电流为正方向且在所述左上桥臂中形成的PWM波形的占空比>50%时，计 算公式为： TCpL = (Ns-k/2) *Tpud, Ak ^ Μ < Ak+1 ； TcpR = - (k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ; 其中，"^^表示所述左侧死区补偿时间的总和，表示所述右侧死区补偿时间的总 和，Tpud表示所述功率单元的死区时间，Μ表示所述输出电流过零点时刻的坐标，Ak表示 第K个左侧死区点的坐标，B k表示第K个右侧死区点的坐标，心=0, = 0, K为整数且 0. K ^ 2NS ； 当所述输出电流为正方向且所述占空比〈50 %时，计算公式为： TcpL = (Ns-k/2) *Tpud, Bk ^ Μ < Bk+1 ； TcpR = - (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ; 当所述输出电流为负方向且所述占空比>50%时，计算公式为： TcpL = (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ; TcpR = - (Ns_k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ; 当所述输出电流为负方向且所述占空比〈50%时，计算公式为： TcpL = (k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ; TcpR = - (Ns_k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ; 步骤S4中所述补偿时间的计算公式如下： Tc_ = (TepL+TcpK)/Ns，其中Τ_ρ表示所述补偿时间。
3. 如权利要求1或2所述的死区补偿方法，其特征在于，所述级联型高压变频器的功率 单元的级联数Ns>2。
4. 一种级联型高压变频器的死区补偿系统，其特征在于，包括： 一第一计算模块，用于将所述级联型高压变频器的控制系统发出的PWM源信号在所述 级联型高压变频器中的一功率单元的Η桥的一桥臂中形成的PWM波形的起始点作为坐标原 点，计算所述级联型高压变频器的所有功率单元的2凡个左侧死区点、2凡个右侧死区点相 对于所述坐标原点的坐标，其中Ns为所述级联型高压变频器的功率单元的级联数； 一检测模块，用于检测由所述PWM源信号控制的输出电流在所述桥臂中的方向，并比 较输出电流过零点时刻的坐标分别与所述左侧死区点、所述右侧死区点的坐标之间的大小 关系； 一第二计算模块，用于根据所述大小关系、所述PWM波形的占空比及所述功率单元的 死区时间分别计算所述级联型高压变频器的所有功率单元的左侧死区补偿时间的总和以 及右侧死区补偿时间的总和； 一死区补偿模块，用于计算所述控制系统发出的PWM源信号需要进行死区补偿的补偿 时间，并根据所述补偿时间调节所述PWM源信号的占空比。
5. 如权利要求4所述的死区补偿系统，其特征在于，所述桥臂为所述级联型高压变频 器中PWM波形未发生移相的功率单元的Η桥的左上桥臂；所述检测模块还用于将输出电流 流入所述级联型高压变频器的中性点的方向设置为正方向；所述第二计算模块计算所述左 侧死区补偿时间的总和及所述右侧死区补偿时间的总和的公式如下： 当所述输出电流为正方向且在所述左上桥臂中形成的PWM波形的占空比>50%时，计 算公式为： TCpL = (Ns-k/2) *Tpud, Ak ^ Μ < Ak+1 ； TcpR = - (k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ; 其中，"^^表示所述左侧死区补偿时间的总和，表示所述右侧死区补偿时间的总 和，Tpud表示所述功率单元的死区时间，Μ表示所述输出电流过零点时刻的坐标，Ak表示 第K个左侧死区点的坐标，B k表示第K个右侧死区点的坐标，心=0, = 0, K为整数且 0. K ^ 2NS ； 当所述输出电流为正方向且所述占空比〈50 %时，计算公式为： TcpL = (Ns-k/2) *Tpud, Bk ^ Μ < Bk+1 ； TcpR = - (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ; 当所述输出电流为负方向且所述占空比>50%时，计算公式为： TcpL = (k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ; TcpR = - (Ns_k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ; 当所述输出电流为负方向且所述占空比〈50%时，计算公式为： TcpL = (k/2) *Tpud，Bk 彡 Μ < Bk+1 ; TcpR = - (Ns_k/2) *Tpud，Ak 彡 Μ < Ak+1 ; 所述死区补偿模块计算所述补偿时间的公式如下： Tc_ = (TepL+TcpK)/Ns，其中Τ_ρ表示所述补偿时间。
6. 如权利要求4或5所述的死区补偿系统，其特征在于，所述级联型高压变频器的功率 单元的级联数Ns>2。
【文档编号】H02M5/458GK104143923SQ201410398392
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】李兴鹤, 金辛海, 宋吉波, 陈伟, 张震宇, 孟庆旭 申请人:上海新时达电气股份有限公司, 上海辛格林纳新时达电机有限公司