指数规则永磁同步电机逆变器死区效应补偿

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1、第46卷第10期电力电子技术Vo1．46，No．102012年10月PowerElectronicsOctober2012指数规则的永磁同步电机逆变器死区效应补偿朱渊渤，白瑞林，吉峰，王长江(轻工过程先进控制教育部重点实验室，江南大学，智能控制研究所，江苏无锡214122)摘妻：在传统的平均死区电压补偿方法基础上提出一种新型改进方法。根据补偿电压与负载电流的关系．在小电流时准确地补偿畸变电压，避免了因补偿电压不准确造成的电流波动。采用三相电流同步采样的方法消除电流共模噪声，解决了小电流情况下电流方向检测问题。实验结果表明：该方法能够有效补偿死区效应，减小电流谐波，改善电

2、机低速响应性能，目前已经应用于小功率交流伺服低速控制。关键词：永磁同步电机；逆变器：死区效应中图分类号：TM35l文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)10—0103—03Index-ruleDead．timeEfiectCompensationforPMSMInverterZHUYuan—bo，BAIRui-lin，JIFeng，WANGChang-jiang(KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry(MinistryofEducation)，InstituteofIntelligent

3、Control，~angnanUnivers，Wuxi214122，China)Abstract：Anewimproveddead-timecompensationmethodisproposedonthebasisofthetraditionalaveragevoltagemethod．Accordingtotherelationshipofcompensationvoltageandloadcurrent，compensationvoltageismoreaccuracywhenloadcurentissmal1．Toremovingthecurrentcommon

4、-modenoise，athree-phasecurrentsynchronoussamplingmethodisproposedwhichsolvesthedirectiondetectionproblemwhencurentissmal1．Theexperimentalresultsshowthatthismethodcanefectivelycompensatedead—timeefect，reducethecurrentharmonicsandimprovethelow-speedmotorresponseperformance．Ithasbeenusedint

5、hesmallpowerACservospeedcontro1．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；inverter；dead—timeefectFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．60804013)1引言方向计算补偿电压．但受逆变器电磁辐射、随机采样噪声及零电流箝位效应的影响，在零点附近难永磁同步电机(PMSM)具有结构紧凑、功率密以准确判断相电流方向，且死区效应畸变电压与度高、气隙磁通高和转矩惯性比高等优点，被广泛

6、负载电流有关。若补偿不当则会造成电流控制不应用于交流伺服系统。在雕刻机等应用场合，低速稳定【。此处分析补偿电压与负载电流的关系，针性能是伺服系统的重要指标。在影响低速性能的对低速运动提出一种指数规则的电压前馈补偿方主要因素中。电机本体与速度传感器受材料、工艺法。小电流时准确补偿死区效应，并采用三相采样及成本限制难以大幅改善．而空间矢量脉宽调制消除共模噪声的方法提高电流采样精度。最后通(SVPWM)电压源型逆变器死区效应可通过软件过实验验证了该方法的有效性。补偿，是改善低速性能最经济有效的途径。死区效应的存在使得负载相电流畸变[1]，并出现零电流2指数规则死区补偿原理箝位

7、现象『2]．造成电机输出转矩波动，影响低速性典型PWM电压源型逆变器如图1所示，定义能。目前死区补偿方法主要有根据反馈电流的电电流极性以流向负载为正，以a相逆变器桥臂为压前馈法『31、在线辨识前馈法【]两类。前者运算量例．分析死区和开通关断时间对输出电压的影响。小，不存在相位差且补偿效果稳定。易于工程实现，是较常用的补偿方法。该类方法根据反馈电流基金项目：国家自然科学基金项目(60804013)定稿日期：2012—05—04作者简介：朱渊渤(1987一)，男，江苏徐州人，硕士，研究方图1三相电压源型逆变器向为交流永磁同步电机伺服控制。Fi