一种基于电机模型预测的三电平死区补偿方法.pdf

电气传动 2016年 第46卷 第4期 ELECTRICDRIVE 2016Vo1．46No．4 一 种基于电机模型预测的三电平死区补偿方法 田凯，金雪峰，张策，牛松森，高盛 (天津电气科学研究院有限公司，天津300180) 摘要 ：分析了三电平电压型逆变器死区效应产生的机理 ，针对电流采样延时和寄生电容影响而导致死区 补偿不准的问题，提出了一种基于电机模型预测的三电平电压型逆变器死区补偿方法。该方法首先建立了三 电平电压型逆变器驱动异步电机的数学模型，并根据该模型和瞬时电流采样值，计算出实际瞬时电流的预测 值，然后将电流预测值和器件开关状态代人该模型计算出准确的补偿时间，实时的对补偿电压进行调整。最 后 ，改进算法在7．5kW感应电机变频调速系统上进行了实验验证 ，结果证明了该补偿方法能有效改善电机的 电流波形。 关键词：三电平逆变器；死区补偿；电机模型预测 中图分类号：TM921 文献标识码：A M ethodofDead-·timeCompensationinThree-·levelInverter BasedonM otorModelPredictiveControl TIANKai，JINXuefeng，ZHANGCe，NIUSongsen，GAOSheng (n nResearchInstituteofElectricScienceCo．， ，死0 凡300180，China) Abstract：The deadt‘imeeffectofthe threel‘evelvoltage inverterwasanalyzed．A method ofdead—time compensationforthree—levelvoltagesourceinvertersbasedonmotormodelpredictivewasintroduced，forwhichthe delayofcurrentsamplingandparasiticcapacitanceeffectscouldleadtoinaccurateofdeadtimecompensationinto account．Themathematicalmodelofinductionmotorwiththree-levelvoltageSOUrCeinverterhadbeenestablished，and thecurrentvalueinfuturecouldbecalculatedbysubstitutingtheinstantaneousvalueofcurrentandswitchingstate intothemode1．Thenthecurrentpolaritycouldbejudged．Atlast，inordertotesttheperformancesoftheimproved method，experimentswerecarried onvariablefrequencyspeedcontrolsystem for7．5kW induction motor．The experimentresultsprovedthatthecurrentwaveformofinductionmotoriseffectivelyimprovedbytheproposedmethod． Keywords：three-levelinverter；dead-timecompensation；motormodelpredictivecontrol 在三电平逆变器中，为防止同一桥臂互补导 进行补偿 ；电流检测补偿通过硬件 电路实时检 通的开关管直通，通常需在开关管的开通和关断 测电流极性 ，判断补偿 电压 。由于硬件补偿方 时刻加入一定的死区时间以延迟开关器件导 法也有采样信号滞后、过零点抖动等问题，而且 通。死区的设置会使实际输出电压与给定电压