background image

是等间距的。

随着电流极性的变化,误差电压脉冲的方向也随着发生变化,而且随着载波频率的

提高,误差电压脉冲出现的次数也随之提高,虽然死区时间很短,只有几个微秒,但是
误差电压在一个周期之内累积起来,也会对输出电压的基波幅值产生较大的影响。

    因此,在忽略功率开关引起的高频噪声的情况下,逆变器的输出电压中,ma 调制度,

 

为调制正弦波幅值与三角波载波幅值的比值。

    由于逆变器死区时间的存在,不但使逆变器输出电压的基波发生变化,而且使输出电
压中含有 3 次、5 次、7

 

次等高次谐波。

    开关死区造成逆变器输出电压波形发生畸变,导致输出电流波形波形畸变,即电流的

 

交越失真。

    ·死区时间越长,逆变器输出基波电压损失越大,电压波形畸变程度越大;负载基波电流

 

幅值下降越多,电流波形畸变也越严重。
    ·对于确定的死区时间,负载功率因数变小时,会使逆变器输出基波电压幅值增加,电

 

压波形畸变率变小,基波电流幅值减小,电流波形畸变率变大。
    ·当输出电压较低时,空间电压矢量幅值很小,三路桥臂相对导通时间变短,死区时间

 

的影响变大。
    ·死区不仅影响输出电压幅值,还影响其相位;死区使 PWM 波形不再对称于中心,因此,

 

空间电压矢量的幅值产生偏差,相位也发生变化。

    

 

基于位置的动态死区补偿方法

    各种死区补偿方法的一个共同特点是根据电流波形补偿电压信号。因此需要检测实际电
流值,判断各相电流正负,以其过零点作为补偿电压信号的切换时刻。电流检测环节由电
流传感器、低通滤波器和 A/D 转换组成,为减小噪声程序中还需加数字滤波。检测到的电
流存在器件精度和干扰造成的误差,且有相位延迟。因此利用实际检测到的电流信号很难

 

精确补偿死区影响,甚至会由于过零点附近的错误补偿造成更大的电流畸变。

    现今 PMSM 的转矩控制多是通过矢量控制实现的,为准确控制电机电流,其电流环响
应频率很高,可达到 1kHz 以上,实际电流能够精确跟踪电流指令信号。在高精度的交流
伺服系统中,为实现高精度的位置伺服控制需要高分辨率的位置传感器,一般达到 16 或
17 位,而高速高精度 A/D 器件相对成本较高,其分辨率一般为 10 或 12 位。由于电流矢量
和转子位置相关,如果用位置信号判断电流正负,施加电压死区补偿信号,补偿的精度
可以比实际使用的电流信号精度高,且不受干扰信号的影响。

由 PMSM 矢量图可见,磁场定向控制的电流矢量与转子磁极成 90°(电角度),并与转

子同步旋转。转子磁极的位置可通过高分辨率的编码器确定,经过转子磁场定向控制,电
流按时间变化的电角度和磁极空间变化的空间旋转角度重合,进而可得到电流矢量的空

 

间位置。根据电流矢量的空间位置,可以判断出各相电流的过零点。