System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法技术_技高网

一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法技术

技术编号:40189727 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-26 23:52
一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法,首先在每个三角载波起点进行一次电流采样;然后将每个三角载波拆分为前、后半周期,并分别补偿各自半周期延时区间内输出的电压幅值和电压矢量角度,由此得到两个不同的输出电压矢量;最后在一个载波周期内需要分别合成各自半个周期里的电压矢量,通过虚拟双更新得到不对称的三相电压开关的切换时间。本发明专利技术避免了双采样硬件成本高的问题,提高了低载波比下输出到电机端的电压矢量的精度,减小了相电流纹波和转矩脉动,提升了系统的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于脉冲宽度调制,具体涉及一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法


技术介绍

1、空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,svpwm)技术被广泛应用于电机控制、电力电子系统中,如永磁同步电机等交流电机作为主驱动的高速吸尘器、轨道牵引系统、新能源驱动系统等。实现电机系统及电子电子变换器在低载波下稳定、高效运行具有重要的研究和应用价值。实际应用中,pwm频率受限于功率器件的约束,例如基于si材料的绝缘栅双极型晶体管,一般工作于20khz以内的pwm频率。因此,对于高速、多极对数电机场合,载波比随着电机转速上升而下降。此时,处理器的数字延时和逆变器更新延时带来的相位延迟、输出电压幅值衰减等影响都会被放大,导致电流纹波、转矩脉动增大,dq轴电流耦合加剧,使系统运行不稳定。文献1《a compensation method for time delay offull-digital synchronous frame current regulator of pwm ac drives》(bon-hobae,bae seung-ki sul.ieee transactions on industry applications,2003,39),即《一种pwm交流驱动器在全数字同步坐标系电流控制器的延时补偿方法》(bon-ho bae,baeseung-ki sul.ieee transactions on industry applications,2003,39),提出了相电流单采样、pwm单更新的数字延时补偿方法,这种采样更新方法适用于几乎所有电流采样拓扑驱动器,但是一个pwm周期最多只能更新pwm占空比一次,延时时间长,造成合成电压矢量误差较大。文献2《discrete-time low-frequency-ratio synchronous-frame full-orderobserver for position sensorless ipmsm drives》(zhang guoqiang,wang gaolin,xudianguo.ieee journal of emerging and selected topics in power electronics,2017,5),即《用于ipmsm无位置传感器的离散时间低载波比的同步帧全阶观测器》(zhangguoqiang,wang gaolin,xu dianguo.ieee journal of emerging and selected topicsin power electronics,2017,5),采用相电流双采样、pwm双更新法,相比传统单采样、单更新法,延时减少了一半,提高了电机低载波下系统稳定性。但是,双更新法对电流检测拓扑有严格的硬件要求,一般需要采样电阻与隔离运算放大器组合或者使用成本较高的电流互感器,造成驱动器布板面积增大,硬件成本增加等。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足,本专利技术针对现有技术存在的问题,结合单采样、单更新和双采样、双更新的思想,提出了一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法,解决了传统的单采样、单更新法合成电压矢量的幅值误差和角度误差大的问题,也避免了双采样方法硬件成本高的问题。

2、本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案:

3、一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法,包括以下步骤:

4、1)单采样虚拟双更新的电压幅值衰减补偿和角度延迟补偿计算,过程如下:

5、1.1)将pwm更新的延迟区间[ts,2ts]拆分为两个均等的延时区间,即

6、[ts,1.5ts]和[1.5ts,2ts],并计算各自的电压幅值衰减和延迟角度:

7、

8、

9、式中,是给定电压量,是最终作用到电机的平均电压,θe和ωe分别是电气角速度和电气角度,ts是pwm的周期,和分别是[ts,1.5ts]和[1.5ts,2ts]区间的电压幅值衰减因子,和分别是[ts,1.5ts]和[1.5ts,2ts]区间的平均延迟角度;

10、1.2)在各自延时区间内进行电压幅值和角度延迟补偿

11、

12、

13、式中,为补偿后的给定电压,为补偿后用于逆park变换的角度;

14、2)非对称svpwm的各矢量作用时间计算,过程如下:

15、2.1)算前、后半个三角载波周期里需要合成矢量的角度:

16、

17、式中,θs是合成矢量与相应扇区非零奇数矢量的夹角,0≤θs<π/3,和分别是[ts,1.5ts]和[1.5ts,2ts]区间合成电压矢量的角度;

18、2.2)计算两个延时区间里的非零矢量和零矢量的作用时间:

19、

20、

21、

22、式中,θs是合成矢量与相应扇区非零奇数矢量的夹角,0≤θs<π/3,非零奇数矢量是指v1(0,0,1)、v3(0,1,0)和v5(1,0,0)矢量,vout是逆变器输出电压矢量,udc是母线电压,m是svpwm调制比。

23、本专利技术的有益效果主要表现在:

24、(1)、采用下桥臂电流单采样,在一个电流周期内只需要采样一次相电流就可以实现pwm虚拟双更新得到非对称的svpwm,避免了双采样硬件成本高的问题。

25、(2)、采用单采样虚拟双更新法,考虑该电压矢量在一个电流环周期内旋转角度,将pwm分为前、后两个半周期调制,提高了低载波比下输出到电机端的电压矢量的精度,减小了相电流纹波和转矩脉动,提升了系统的效率。

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【技术保护点】

1.一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时补偿方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种虚拟双更新的空间矢量脉宽调制数字延时...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴春朱春桥郑露华
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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