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线性策略的方法

典型三相PWM电压型逆变器框图如图1(a)所示。为了防止逆变器桥臂的上下开关管短路,在PWM周期中加入死区时间,使开关管延迟导通。为了方便分析死区对指令电压的失真作用,选取逆变器中的相进行详细分析。a相的桥臂结构图如图1(b)所示。

图1:逆变器结构图

逆变器结构图

死区补偿的目的就是在失真电压上加上幅值相同、方向相反的补偿电压,从而抵消逆变器的影响。也就是,根据相电流的区间,对邱轴参考电压进行补偿,但是,这种补偿方式需要精确地判断相电流的过零点。在低频时由于噪声的影响,很难获取相电流真实的过零点,这会在过零点附近造成误补偿。过零点附近的误补偿电压波形看出,由于噪声的影响,在电流的实际过零点附近出现多个过零点,因此会出现反复的阶跃补偿电压。

图2:过零点附近的误补偿曲线

过零点附近的误补偿曲线

虽然通过计算电流矢量角间接确定了电流的极性,但是,仍未完全解决过零点附近的电压误补偿问题,这是因为低通滤波器的截止频率难以选择,截止频率太高,仍存在噪声影响,无法指示正确的过零点;截止频率太低,会影响响应时间。为此,www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999提出在过零点附近进行线性化处理。

 

电机在0.5Hz时的a相空载电流实验波形。可以看出,未补偿前的电流波形有明显畸变,含有较多谐波分量;采用传统方法进行补偿时,由于需要判断过零点,在过零点附近出现了误补偿,电流存在较大的抖动;采用所提方法进行补偿后,电流在过零点附近平稳过渡,没有出现抖动现象,相电流波形正弦度优于采用传统方法补偿的波形。

 

随着频率的提高,相电流波形明显比0.5Hz有很大改善,接近正弦波,但是在波峰和波谷较为平坦,仍存在大量谐波成分。采用传统方法补偿后,虽然电流的信噪比有很大提高,但是,在过零点附近仍存在误补偿造成的电流抖动现象;釆用所提方法进行补偿后,实验结果与0.5Hz类似,电流在过零点附近可以平稳过渡,且光滑度要优于0.5Hz的实验结果。补偿前的电流矢量轨迹波形优于0.5Hz时的波形,但是,仍不是正圆,说明在3Hz下电流仍存在畸变现象。相对应地,补偿后的电流矢量轨迹保持为正圆,说明电流波形有了很大的改善。

 

在补偿前,转速在2Hz时开始出现约±5rpm的稳态转速误差;在1Hz时转速的波动达到±l0rpm,误差约33.3%,电机出现明显的抖动;0.5Hz时转速在5rpm〜35rpm之间剧烈波动,已经无法保证电机的稳定运行,对应的电流出现严重的失真,这充分说明死区对低速性能有较大的影响。采用传统方法对死区进行补偿后,2Hz时转速波动约±4rpm,1Hz时为±6rpm,与补偿前相比有所改善,对应的电流正弦性有所改善,但是在0.5Hz时转速变化范围为7rpm~27rpm,虽然比补偿前有所减小,但是波动范围仍然很大,对应的电流在过零点附近有明显的尖峰,说明出现了由于噪声导致的误补偿,因此0.5Hz时的补偿效果并不理想。采用所提方法进行补偿后,在2Hz、1Hz和0.5Hz时的转速波动分别为士1.5rpm、±4rpm和±5rpm,与补偿前以及传统补偿方法相比,转速误差明显减小,转速波形明显更稳定,相应的电流波形正弦性良好,在过零点附近未出现尖峰,说明补偿效果良好,所提方法有效地提高了电动执行器在低速下的稳定性。