[发明专利]死区补偿系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制领域，更具体地说，涉及一种三相电压脉宽调制变频器或三相PWM整流器功率器件的死区补偿系统及方法。

背景技术

电压脉宽调制类型的变频器广泛应用于各种电机控制场合，为了防止逆变器同一桥臂上下两个功率器件直通毁坏逆变器，需要人为地在控制信号中加入死区时间，在死区时间内两个功率器件均截止。此外，在逆变器工作时，开关时间存在延迟，并且关断时间通常延迟更长，这些都导致了实际得到的电压值与理论值之间存在差异，这些效应通常也称为死区。

死区的存在将对电压、电流和转矩等各方面都产生影响，在低频时这种现象尤其明显，因为相同载波下，低频时一个周期内开关次数更多，并且低频时输出电压较低，死区效果比重越大。最直接的，它降低了系统的输出电压能力，乃至出现相移。

为了克服死区的影响，需要补偿死区造成的电压损失，相对于相电流大于零和小于零的情况，需要对相应相电压做不同的补偿。如何确定相电流的过零点是一个难点，也是多种算法的分析所在，它决定了死区补偿的成败。

目前死区补偿的方案主要是将电流转换为D-Q坐标系下的直流量，再低通滤波，以便克服检测电流的噪声影响。在上述方案中需要进行旋转变换，而旋转变换需要一个角度θ，目前大部分方案都集中在如何根据检测到的电流准确得到电流θ的计算，以及D-Q坐标系的滤波方式，而未对电流预测有所提及。事实上电流检测采样延迟和计算延迟会有至少一个载波周期，在载波比较低的时候其影响更大，如何克服延迟，准确预测下一个载波的电流，也将决定死区补偿的成败。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述死区补偿准确率不高的问题，提供一种基于电流预测的死区补偿系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种死区补偿系统，包括电流采样单元、自适应滤波器、正向变换单元、低通滤波器、反向变换单元及死区补偿单元，其中：所述电流采样单元，用于采样三相电流；自适应滤波器，用于对采样的三相电流中的每一相电流进行自适应滤波以获得三相电流预测值；所述正向变换单元，用于将所述三相电流预测值进行3/2变换及旋转变换获得D轴和Q轴电流分量；所述低通滤波器，用于对所述D轴和Q轴电流分量进行低通滤波；所述反向变换单元，用于对低通滤波后的D轴和Q轴电流分量进行旋转反变换以及2/3变换；所述死区补偿单元，用于根据2/3变换后的电流进行死区补偿。

在本发明所述的死区补偿系统中，所述自适应滤波器通过以下计算式对采样的三相电流中的每一相电流i＝Isin(ωt+θ)=Icosθsin(ωt)+Isinθcos(ωt)进行自适应滤波获得下一采样时刻的电流预测值

ia*[(k+1)T]=w1[(k+1)T]sin[ω(k+1)T]+w2[(k+1)T]cos[ω(k+1)T],]]>