一种精确补偿逆变器非线性损失的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种精确补偿逆变器非线性损失的方法，包含以下步骤：步骤S1，在电机未运转时，向电机中注入多组不同数值的电流和载波频率信号，计算每个桥臂在不同电流和载波频率信号所对应的补偿参数T

A method and system for accurately compensating the nonlinear loss of inverter

【技术实现步骤摘要】
一种精确补偿逆变器非线性损失的方法及系统
本专利技术涉及电力控制
，特别涉及一种精确补偿逆变器非线性损失的方法及系统。
技术介绍
目前工程上一般用如图1所示的三相逆变器来构建交流电机的变频驱动系统。因为同一桥臂上下管互补导通，所以必须向驱动信号中插入一段死区时间，以防止“直通”现象发生。这一人为插入的死区时间会造成逆变器输出电压的损失；除了这一因素外，开关管(VT1～VT6)的开通时间、关断时间、以及开关管和续流二极管(VD1～VD6)的导通压降，都会造成输出电压的损失。以下将这些项统称为逆变器非线性损失。因为在极低速区域逆变器输出到电机的电压甚至会低于非线性损失电压，所以若要实现电机在极低速区域的高性能运行，必须对非线性损失进行精确补偿。补偿非线性损失有两个关键点，其一是相电流(iA，iB，iC)的方向判断，其二是设置合适的补偿电压。现有技术多集中于相电流方向(或相位)的判断，以降低相电流的过零畸变；对于补偿电压的设置，现有方法一般是根据驱动器的硬件配置如开关管型号、驱动电路参数等信息计算出补偿值，在逆变器运行时调用其进行补偿。该方法对元器件的一致性要求高，不便于维护，当采购及生产环节发生变更时易出现产品性能不稳定的现象。根据现有文献，以A相为例，非线性损失的等效时间为：其中，TdS为软件设定的上下管死区时间，Ton和Toff为实际的开通延迟和关断延迟，Vsat为开关管的导通压降，Vd为续流二极管的导通压降，D1或D2为上管开通比例，Fpwm为PWM载波的频率，Vdc为直流母线电压。在公式(1)中，当相电流的正向和反向幅值相同时，D1+D2＝1.0，可知正向和反向非线性损失等效时间相同，于是工程上公式(1)可用公式(2)来代替：其中，Tdly＝Ton-Toff，Von＝DVsat-(1-D)Vd上述公式中D用于替代D1或(1-D2)，现有已公开的方法对于非线性等效时间的辨识，尚局限于对TdE进行辨识，无法分别辨识开通关断延时Tdly以及开关管或续流二极管的导通压降Von，而且无法辨识到具体每个桥臂的非线性等效参数，这样在开关频率发生变化时补偿效果就会变差，也无法实现对每相桥臂的精准补偿。
技术实现思路
为克服现有技术中全部或部分的缺陷，本专利技术提出一种精确补偿逆变器非线性损失的方法及系统，是通过如下技术方案实现的。一种精确补偿逆变器非线性损失的方法，包含以下步骤：步骤S1，在电机未运转时，向电机中注入多组不同数值的电流和载波频率信号，计算每个桥臂在不同电流和载波频率信号所对应的补偿参数Tdly和Von；步骤S2,将不同数值的电流和载波频率信号和所对应的补偿参数Tdly和Von制成电子数据并录入逆变器的储存器中；步骤S3，在电机正常运转时，利用所述步骤S2中的电子数据和线性插值方法计算每个桥臂所对应的补偿参数Tdly和Von，计算每个桥臂所对应的非线性损失并分别进行补偿。进一步地，步骤S1的具体步骤为S11,在电机未运转时，关闭C相桥臂开关管，在A相桥臂和B相桥臂之间以电流闭环的方式注入电流，得到C相桥臂不工作时的等效参数Tdly1’和Von1’；S12，在电机未运转时，关闭B相桥臂开关管，在A相桥臂和C相桥臂之间以电流闭环的方式注入电流，得到B相桥臂不工作时的等效参数Tdly2’和Von2’；S13，在电机未运转时，关闭A相桥臂开关管，在B相桥臂和C相桥臂之间以电流闭环的方式注入电流，得到A相桥臂不工作时的等效参数Tdly3’和Von3’；S14，根据Tdly1’和Von1’、Tdly2’和Von2’、Tdly3’和Von3’计算每个桥臂在不同电流和载波频率信号所对应的补偿参数Tdly和Von。进一步地，在步骤S11、S12和S13中，保持电流幅值不变，注入N2组不同载波频率信号的电流，然后分别保持N2个载波信号频率不变，注入N1组不同电流幅值的电流，得到对应的N1*(N2-1)组每个桥臂不工作时的等效参数；N1为不小于3的自然数，N2为不小于2的自然数。进一步地，在步骤S2中，所述电子数据为以电流幅值和载波频率为坐标的二维表格。进一步地，在步骤S3中，在电机运行时，根据确定的电流幅值和载波频率分别计算不同桥臂的补偿参数，确定不同桥臂的非线性补偿时间，对不同桥臂分别进行补偿。进一步地，所述系统可实施权利要求1所述的方法。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术不增加及改动现有逆变器的硬件，成本低。2.本专利技术考虑了不同桥臂、不同开关频率、不同电流时的特性差异，可对非线性损失进行精准的补偿。附图说明图1是现有技术中三相逆变器与交流电机的变频驱动系统电路示意图。图2是本专利技术方法流程示意图。图3是本专利技术电机对非线性损失流程示意图。图4是本专利技术系统工作原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下具体说明本专利技术的实施步骤：1.计算C相桥臂不工作时的等效参数Tdly1’和Von1’。关闭C相桥臂开关管，给A相和B相之间以电流闭环的方式注入电流，其中：iA＝-iB，A相电流iA方向为正，C相电流iC为零。步骤1.1，首先注入幅值为I1的电流，载波频率Fpwm等于F1，电流达到稳态后采样指令电压Vref1、母线电压Vdc1以及相电流Is1；根据公式(3)求得等效的非线性损失时间，记录为TdE1。上述公式(3)中RS为电机的定子电阻步骤1.2，维持电流幅值I1不变，将载波频率切换为F2，电流达到稳态后采样指令电压Vref2、母线电压Vdc2以及相电流Is2；根据公式(3)求得等效的非线性损失时间，记录为TdE2。根据这两组数据，结合公式(2)建立如下方程组：求解方程组(4)得到一组Tdly1’及Von1’，用Par1(1,1)表示。步骤1.3，维持电流幅值I1不变，将载波频率切换为F3，电流达到稳态后采集数据，根据F2和F3的采样数据联立方程并求解(参考步骤1.1—1.2)，得到另一组Tdly1’及Von1’，用Par1(1,2)表示。步骤1.4，维持电流幅值I1不变，切换载波频率直到FN2，得到相应的Par1(1,3)，……，Par1(1,N2-1)。Par1(1,N2-1)表示C相桥臂不工作时，电流幅值为I1，载波频率从F(N2-1)变化至FN2时，所对应的等效参数Tdly1’和Von1’。步骤1.5，将电流幅值变更为I2，将载波频率调至F1、F2、F3、……、F(N2-1)、FN2,计算得到Par1(2,1)，Par1(2,2),……,Par1(2,N2-1)。Par1(2,N2-1)表示C相桥臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确补偿逆变器非线性损失的方法，其特征在于，包含以下步骤：/n步骤S1，在电机未运转时，向电机中注入多组不同数值的电流和载波频率信号，计算每个桥臂在不同电流和载波频率信号所对应的补偿参数T

【技术特征摘要】
1.一种精确补偿逆变器非线性损失的方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤S1，在电机未运转时，向电机中注入多组不同数值的电流和载波频率信号，计算每个桥臂在不同电流和载波频率信号所对应的补偿参数Tdly和Von；
步骤S2,将不同数值的电流和载波频率信号和所对应的补偿参数Tdly和Von制成电子数据并录入逆变器的储存器中；
步骤S3，在电机正常运转时，利用所述步骤S2中的电子数据和线性插值方法计算每个桥臂所对应的补偿参数Tdly和Von，计算每个桥臂所对应的非线性损失并分别进行补偿。


2.根据权利要求1所述的精确补偿逆变器非线性损失的方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤为
S11,在电机未运转时，关闭C相桥臂开关管，在A相桥臂和B相桥臂之间以电流闭环的方式注入电流，得到C相桥臂不工作时的等效参数Tdly1’和Von1’；
S12，在电机未运转时，关闭B相桥臂开关管，在A相桥臂和C相桥臂之间以电流闭环的方式注入电流，得到B相桥臂不工作时的等效参数Tdly2’和Von2’；
S13，在电机未运转时，关闭A相桥臂开关管，在B相桥臂和C相桥臂之间以电流闭环的方式注入电流，得到A相桥臂不工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊胜利，
申请(专利权)人：深圳市默贝克驱动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44