[发明专利]一种逆变器的非线性补偿装置、系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种逆变器的非线性补偿装置、系统及控制方法，该方法包括：根据补偿后电压指令的d轴分量和电压波形数据获得补偿后畸变电压，根据补偿后电压指令的d轴分量和电压波形数的d轴分量获得未补偿畸变系数，比较未补偿畸变系数和未补偿畸变系数阈值范围输出判断结果，根据判断结果和上一次反馈调节系数获得当前反馈调节系数，将当前畸变电压分量和反馈调节系数获得补偿电压，将补偿电压分量注入到未补偿电压指令值中，即可补偿逆变器的非线性。通过本发明的逆变器非线性补偿方法，实现了对逆变器非线性的闭环补偿，减少了电压的畸变程度，提高了控制性能。

技术领域

本发明属于机电技术领域，更具体地，涉及一种逆变器的非线性补偿装置、系统及控制方法。

背景技术

电压源型逆变器广泛用于各种控制领域。为了防止上下两个开关管直接导通而导致的短路问题，需要在上下两个开关器件动作之间加入死区时间，防止两个开关管同时开通。但是死区时间的加入，会导致逆变器输出的电压存在畸变，输出电压与指令电压存在偏差，这一现象称为死区。此外，由于开关管在接收到开关信号直到开关动作这一过程中会产生延迟，使得实际产生的电压与指令电压也存在偏差。这一现象与死区效应并称为逆变器非线性。逆变器的非线性导致的输出电压与指令电压之间的偏差会使得三相电流产生5次和7次谐波，零电流钳位现象，产生转矩脉动和恶化系统控制性能。因此，对逆变器的非线性进行补偿，有着十分重要的意义。

为解决上述问题，常用的方法是通过离线测量补偿或者检测电流过零点开环补偿的方法。离线测量补偿的方法，需要预先根据逆变器输出的电流，生成对应的补偿电压值；当逆变器在运行时，实时检测输出电流，根据输出电流来查找对应的电压补偿值。这种方法需要提前测量出对应的补偿电压，实施麻烦，不易于推广。检测电流过零点开环补偿的方法的动态性能较差，无法实时对逆变器的非线性进行闭环控制。而且需要检测电流的过零点，实施效果不佳。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种逆变器的非线性补偿装置、系统及其方法，其目的在于逆变器的非线性补偿装置由于无法实现闭环控制而导致补偿动态效果差的技术问题。

作为本发明的一方面，本发明提供一种逆变器的非线性补偿装置，包括：

补偿后畸变电压获取模块，用于从上一次补偿后电压指令的d轴分量中提取上一次补偿后畸变电压的d轴分量，并根据上一次补偿后畸变电压的d轴分量和电压波动数据获得上一次补偿后畸变电压的q轴分量；

未补偿畸变系数获取模块，用于从速度环输出的当前未补偿电压指令中的d轴分量中提取当前未补偿畸变电压的d轴分量，根据当前补偿畸变电压的d轴分量和电压波动数据的d轴分量获得当前未补偿畸变系数；

反馈调节系数获取模块，其输入端与所未补偿畸变系数获取模块的输出端连接，用于比较当前未补偿畸变系数和未补偿畸变系数阈值范围输出比较结果，并根据比较结果和上一次反馈调节系数确定当前反馈调节系数；

补偿电压获取模块，其第一输入端与反馈调节系数获取模块输出端连接，其第二输入端与补偿后畸变电压获取模块输出端连接，用于根据上一次补偿后畸变电压和当前反馈调节系数获得当前补偿电压；

补偿环，其输入端与补偿电压获取模块的输出端连接，用于对电流环输出的当前未补偿电压指令和当前补偿电压进行叠加处理，输出当前补偿后电压指令；当前补偿后电压指令经过PWM调制后控制逆变器，使逆变器输出电压不存在畸变。

优选地，补偿后畸变电压获取模块(61)对上一次补偿后电压指令的d轴分量进行滤波处理获得频率超过基频频率1/2的高频分量，将高频分量中6次谐波分量作为上一次补偿后畸变电压的d轴分量；

并根据上一次补偿后畸变电压的d轴分量和电压波动数据的d轴分量获得上一次补偿后畸变系数；

根据上一次补偿后畸变系数和电压波动数据的q轴分量获得所述上一次补偿后畸变电压的q轴分量。