基于直轴电压分析的PMSM逆变器死区补偿策略.docx

基于直轴电压分析的PMSM逆变器死区补偿策略 本文旨在解决永磁同步电机（PMSM）逆变器死区效应对输出电压的影响，提出了一种基于直轴电压分析的死区补偿方法。文章首先分析了死区效应对输出电压的影响，推导了管压降和死区时间对输出电压的影响，然后提出了基于直轴电压分析的死区补偿方法，实时辨识死区大小，进行前馈电压补偿，以抵消死区的不利影响。 1. 永磁同步电机（PMSM）概述 永磁同步电机（PMSM）由于具有体积小、功率密度高、高转矩惯性比等优点，被广泛应用于交流伺服系统中。但是，PMSM需要使用逆变器作为驱动电路，为了防止逆变器上下桥臂直通，必须加入一段死区时间。此外，开关管存在开启时间和关断时间，开关管和二极管存在管压降，它们统称为“死区效应”。死区效应会导致输出电压畸变，产生电流谐波，导致电机损耗提升，转矩脉动增大，控制性能降低。 2. 死区效应分析 死区效应对输出电压的影响可以分为两部分：一是管压降的影响，二是死区时间的影响。管压降的影响可以近似表示为Vce=Vce0+Rce|ia|，Vd=Vd0+Rd|ia|，其中Vce和Vd分别为开关器件和续流二极管的导通压降，Rce和Rd为二者的等效电阻。死区时间的影响可以用图3所示， Ton、Toff和Td将对输出电压产生的影响。 3. 基于直轴电压分析的死区补偿策略 为了抵消死区的不利影响，提出了一种基于直轴电压分析的死区补偿方法。该方法首先建立逆变器输出电压关于控制器给定电压、死区时间、开关管开启关断时间和管压降的数学模型，然后在线辨识死区大小，最后根据数学模型进行前馈电压补偿，以抵消死区的不利影响。 4. 结论 本文提出了一种基于直轴电压分析的死区补偿策略，解决了PMSM逆变器死区效应对输出电压的影响。该方法可以实时辨识死区大小，进行前馈电压补偿，以抵消死区的不利影响，提高PMSM的控制性能和可靠性。