单相四象限整流器死区补偿方法和装置制造方法及图纸

技术编号:13989375 阅读:118 留言:0更新日期:2016-11-13 14:28
本发明专利技术提供一种单相四象限整流器死区补偿方法和装置,其中,该方法包括:获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间;根据三角载波参数、调制波参数和死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比;根据各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成PWM脉冲信号,以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。本发明专利技术死区补偿方法只需要采样单相四象限整流器的输入电流,不需要额外的硬件,从而降低了死区补偿的成本;可以保证死区补偿及时却又不会过度补偿,及时的对死区效应进行补偿,控制准确、且补偿精度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电
,尤其涉及一种单相四象限整流器死区补偿方法和装置
技术介绍
单相四象限整流器是一个脉宽调制变流器,被广泛的机电技术中,单相四象限整流器通过脉冲宽度控制,调节输出直流电压的幅值和四象限输入电流相位,使得输入电流的波形尽量与电源电压保持一致,同时保持输出直流电压稳定在目标值。图1为现有技术中单相四象限整流器的结构图,如图1所示,单相四象限整流器由两个桥臂构成,在一个桥臂中具有并联的功率器件、续流二极管,在工作过程中,每一个桥臂的两个功率器件都要进行严格的轮流导通,不能同时导通,否则会造成输入电源短路,烧损器件。在每一个桥臂的一个功率器件关断后,要等待一定的时间间隔才能将同一桥臂的另一个功率器件导通,从一个功率器件关断到同一桥臂的另一个功率器件开通的这段时间称为死区时间。死区时间的存在,会使单相四象限整流器的电压和电流谐波加大,甚至发生畸变、降低功率因数等问题。现有技术中可以通过硬件去检测单相四象限整流器中功率器件的实际输出电压,将实际输出电压与电压参考值进行比较之后得到两者的差值,根据得到的差值进行死区时间的补偿。然而现有技术中提供的死区时间的补偿方法具有滞后性,无法及时的进行补偿,进而依然会产生单相四象限整流器的电压和电流谐波加大的问题,同时增加了硬件成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种单相四象限整流器死区补偿方法和装置,用以解决现有技术中提供的死区时间的补偿方法具有滞后性,无法及时的进行补偿,进而依然会产生单相四象限整流器的电压和电流谐波加大的问题,同时增加了硬件成本的问题。本专利技术的一方面是提供一种单相四象限整流器死区补偿方法,包括:获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间;根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比;根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。如上所述的方法中,所述三角载波参数包括:三角载波峰值和三角载波周期;所述调制波参数,包括:调制波采样值;相应的,所述根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,包括:根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T,确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1=(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2=(UTm+UR)/2UTm;根据所述三角载波周期T和所述死区时间td,确定所述死区时间等效占空比dt=td/T。如上所述的方法中,所述根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通,包括:根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比;根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比,生成PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。如上所述的方法中,所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比,包括:确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零;若大于零,则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区,若三角载波处于波谷上升区,则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比,且保持第二桥臂的占空比不变;若三角载波处于顶峰下降区,则保持第一桥臂的占空比不变,且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比;若小于零,则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区,若三角载波处于波谷上升区,则保持第一桥臂的占空比不变,且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比;若三角载波处于顶峰下降区,则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比,且保持第二桥臂的占空比不变。如上所述的方法中,所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比,包括:若所述电流采样值大于零,则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比,确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比,并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比,确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比;若所述电流采样值小于零,则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比,确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比,并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比,确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比。本专利技术的另一方面是提供一种单相四象限整流器死区补偿装置,包括:采样单元,用于获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间;DSP运算单元,用于根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比;PWM产生单元,用于根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。如上所述的装置中,所述三角载波参数包括:三角载波峰值和三角载波周期;所述调制波参数,包括:调制波采样值;相应的,所述DSP运算单元,具体用于:根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T,确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1=(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2=(UTm+UR)/2UTm;根据所述三角载波周期T和所述死区时间td,确定所述死区时间等效占空比dt=td/T。如上所述的装置中,所述PWM产生单元,包括:更新子单元,用于根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比;PWM产生子单元,用于根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比,生成PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。如上所述的装置中,所述更新子单元,具体用于:确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零;若大于零,则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区,若三角载波处于波谷上升区,则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比,且保持第二桥臂的占空比不变;若三角载波处于顶峰下降区,则保持第一桥臂的占空比不变,且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相四象限整流器死区补偿方法,其特征在于,包括:获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间;根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比;根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成脉冲宽度调制PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。

【技术特征摘要】
1.一种单相四象限整流器死区补偿方法,其特征在于,包括:获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间;根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比;根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成脉冲宽度调制PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述三角载波参数包括:三角载波峰值和三角载波周期;所述调制波参数,包括:调制波采样值;相应的,所述根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间,确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,包括:根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T,确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1=(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2=(UTm+UR)/2UTm;根据所述三角载波周期T和所述死区时间td,确定所述死区时间等效占空比dt=td/T。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比,生成PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通,包括:根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比;根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比,生成PWM脉冲信号,以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比,包括:确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零;若大于零,则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区,若三角载波处于波谷上升区,则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比,且保持第二桥臂的占空比不变;若三角载波处于顶峰下降区,则保持第一桥臂的占空比不变,且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比;若小于零,则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区,若三角载波处于波谷上升区,则保持第一桥臂的占空比不变,且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比;若三角载波处于顶峰下降区,则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比,且保持第二桥臂的占空比不变。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比,确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比,包括:若所述电流采样值大于零,则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比,确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比,并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比,确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比;若所述电流采样值小于零...

【专利技术属性】
技术研发人员:李金池耿辉
申请(专利权)人:中车大连电力牵引研发中心有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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