一種低壓電動(dòng)汽車用逆變器非線性因素的新型補(bǔ)償方法
發(fā)布時(shí)間:2021-09-04 06:51
針對(duì)低壓電動(dòng)汽車用電壓源逆變器(VSI)低壓大電流的工況,充分考慮死區(qū)時(shí)間、開(kāi)關(guān)管開(kāi)通及關(guān)斷延時(shí)等因素,特別是開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)呈現(xiàn)電阻性質(zhì)導(dǎo)致的導(dǎo)通壓降變化,建立低壓電動(dòng)汽車用電壓源逆變器輸出特性方程,依據(jù)推導(dǎo)的輸出特性方程和參考量得出誤差,從而在低壓大電流的工況下進(jìn)行精確地補(bǔ)償。同時(shí)考慮到逆變器非線性因素的補(bǔ)償過(guò)程中需要獲取準(zhǔn)確的電流極性,而相電流過(guò)零點(diǎn)附近存在電流檢測(cè)毛刺與零電流箝位效應(yīng),導(dǎo)致電流過(guò)零點(diǎn)附近電流極性判定不準(zhǔn)確,提出一種反向補(bǔ)償?shù)姆椒ù偈闺娏魈崆斑^(guò)零,在電流過(guò)零點(diǎn)附近避免了復(fù)雜的電流極性判定與計(jì)算的同時(shí),也進(jìn)行了有效的逆變器非線性因素補(bǔ)償。最后通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所提出的逆變器輸出特性方程及補(bǔ)償方法的正確性與可行性。
【文章來(lái)源】:電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2020,24(09)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
三相PWM電壓型逆變器帶電機(jī)負(fù)載拓?fù)鋱D
iA>0時(shí)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)輸出電壓分析
零電流箝位現(xiàn)象主要由死區(qū)引起,電流在死區(qū)時(shí)間段穿越零點(diǎn),而該時(shí)間段內(nèi)上下橋臂均關(guān)閉,由于反電動(dòng)勢(shì)及直流母線電壓的相互作用使得過(guò)零后應(yīng)該續(xù)流的二極管無(wú)法導(dǎo)通,從而使電流箝位在零點(diǎn),在整個(gè)死區(qū)時(shí)間段內(nèi)都無(wú)法順利過(guò)零,直到下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期到來(lái)。如果控制器給定的驅(qū)動(dòng)電壓不足,電流可能保持在零附近持續(xù)多個(gè)開(kāi)關(guān)周期,出現(xiàn)電流“臺(tái)階”。如圖3所示:圖3(a),圖3(b)為上下橋臂開(kāi)關(guān)信號(hào);圖3 (c)為A,O間實(shí)際電壓差;圖3(d)中過(guò)零點(diǎn)后虛線為理想狀態(tài)電流趨勢(shì),實(shí)線為實(shí)際情況電流趨勢(shì)。電流過(guò)零點(diǎn)附近補(bǔ)償時(shí),由于檢測(cè)時(shí)可能有電流毛刺或其他因素的影響導(dǎo)致電流方向判斷不準(zhǔn)確,不僅不能抑制零電流箝位現(xiàn)象的影響,還會(huì)造成誤補(bǔ)償。針對(duì)電流過(guò)零點(diǎn)附近的方向的準(zhǔn)確判定,在不增加額外硬件的條件下,文獻(xiàn)[20]中提出將三相電流濾波后再進(jìn)行方向判定,但其中引入的無(wú)相位偏移二階帶通數(shù)字濾波器存在計(jì)算量大的問(wèn)題;文獻(xiàn)[9]提出在矢量控制系統(tǒng)中將參考勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)矩電流變換至abc軸系下,以參考電流方向作為實(shí)際電流方向,對(duì)于工作在較穩(wěn)定狀態(tài)的伺服系統(tǒng)可以采用這種方法,但是對(duì)于工作狀態(tài)變化劇烈的電動(dòng)汽車則不適用。所以需要一種適用于低壓電動(dòng)汽車用逆變器的零電流箝位抑制方法。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]帶新型死區(qū)補(bǔ)償策略的感應(yīng)電機(jī)磁鏈轉(zhuǎn)速觀測(cè)器[J]. 劉和平,苗軼如,劉靜,黃遠(yuǎn)勝,黃鵬,郭強(qiáng). 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]汽車48 V系統(tǒng)的節(jié)能效果、應(yīng)用成本與實(shí)施策略[J]. 史天澤,趙福全,郝瀚,劉宗巍. 汽車技術(shù). 2018(07)
[3]電壓型逆變器分段死區(qū)補(bǔ)償調(diào)制策略[J]. 劉和平,路瑩超,王華斌,苗軼如. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]電動(dòng)汽車用異步電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩最大化[J]. 劉慶,劉和平,劉平,郭強(qiáng),苗軼如. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(24)
[5]一種永磁同步電機(jī)矢量控制SVPWM死區(qū)效應(yīng)在線補(bǔ)償方法[J]. 韓坤,孫曉,劉秉,宋文勝,馮曉云. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[6]面裝式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)位置傳感器控制[J]. 李紅梅,王萍. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[7]一種交流逆變器死區(qū)效應(yīng)半周期補(bǔ)償方法[J]. 黃文卿,張興春,張幽彤. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]新型多重載波無(wú)死區(qū)SPWM[J]. 宋崇輝,刁乃哲,薛志偉,孫先瑞,關(guān)健寧. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]逆變器輸出電壓模型及新型死區(qū)補(bǔ)償方法[J]. 楊立永,陳智剛,陳為奇,李正熙. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]一種抑制VSI零電流箝位效應(yīng)的死區(qū)補(bǔ)償方法[J]. 周華偉,溫旭輝,趙峰,張劍,郭新華. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
本文編號(hào):3382788
【文章來(lái)源】:電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2020,24(09)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
三相PWM電壓型逆變器帶電機(jī)負(fù)載拓?fù)鋱D
iA>0時(shí)一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)輸出電壓分析
零電流箝位現(xiàn)象主要由死區(qū)引起,電流在死區(qū)時(shí)間段穿越零點(diǎn),而該時(shí)間段內(nèi)上下橋臂均關(guān)閉,由于反電動(dòng)勢(shì)及直流母線電壓的相互作用使得過(guò)零后應(yīng)該續(xù)流的二極管無(wú)法導(dǎo)通,從而使電流箝位在零點(diǎn),在整個(gè)死區(qū)時(shí)間段內(nèi)都無(wú)法順利過(guò)零,直到下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期到來(lái)。如果控制器給定的驅(qū)動(dòng)電壓不足,電流可能保持在零附近持續(xù)多個(gè)開(kāi)關(guān)周期,出現(xiàn)電流“臺(tái)階”。如圖3所示:圖3(a),圖3(b)為上下橋臂開(kāi)關(guān)信號(hào);圖3 (c)為A,O間實(shí)際電壓差;圖3(d)中過(guò)零點(diǎn)后虛線為理想狀態(tài)電流趨勢(shì),實(shí)線為實(shí)際情況電流趨勢(shì)。電流過(guò)零點(diǎn)附近補(bǔ)償時(shí),由于檢測(cè)時(shí)可能有電流毛刺或其他因素的影響導(dǎo)致電流方向判斷不準(zhǔn)確,不僅不能抑制零電流箝位現(xiàn)象的影響,還會(huì)造成誤補(bǔ)償。針對(duì)電流過(guò)零點(diǎn)附近的方向的準(zhǔn)確判定,在不增加額外硬件的條件下,文獻(xiàn)[20]中提出將三相電流濾波后再進(jìn)行方向判定,但其中引入的無(wú)相位偏移二階帶通數(shù)字濾波器存在計(jì)算量大的問(wèn)題;文獻(xiàn)[9]提出在矢量控制系統(tǒng)中將參考勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)矩電流變換至abc軸系下,以參考電流方向作為實(shí)際電流方向,對(duì)于工作在較穩(wěn)定狀態(tài)的伺服系統(tǒng)可以采用這種方法,但是對(duì)于工作狀態(tài)變化劇烈的電動(dòng)汽車則不適用。所以需要一種適用于低壓電動(dòng)汽車用逆變器的零電流箝位抑制方法。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]帶新型死區(qū)補(bǔ)償策略的感應(yīng)電機(jī)磁鏈轉(zhuǎn)速觀測(cè)器[J]. 劉和平,苗軼如,劉靜,黃遠(yuǎn)勝,黃鵬,郭強(qiáng). 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]汽車48 V系統(tǒng)的節(jié)能效果、應(yīng)用成本與實(shí)施策略[J]. 史天澤,趙福全,郝瀚,劉宗巍. 汽車技術(shù). 2018(07)
[3]電壓型逆變器分段死區(qū)補(bǔ)償調(diào)制策略[J]. 劉和平,路瑩超,王華斌,苗軼如. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]電動(dòng)汽車用異步電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩最大化[J]. 劉慶,劉和平,劉平,郭強(qiáng),苗軼如. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(24)
[5]一種永磁同步電機(jī)矢量控制SVPWM死區(qū)效應(yīng)在線補(bǔ)償方法[J]. 韓坤,孫曉,劉秉,宋文勝,馮曉云. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[6]面裝式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無(wú)位置傳感器控制[J]. 李紅梅,王萍. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[7]一種交流逆變器死區(qū)效應(yīng)半周期補(bǔ)償方法[J]. 黃文卿,張興春,張幽彤. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]新型多重載波無(wú)死區(qū)SPWM[J]. 宋崇輝,刁乃哲,薛志偉,孫先瑞,關(guān)健寧. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]逆變器輸出電壓模型及新型死區(qū)補(bǔ)償方法[J]. 楊立永,陳智剛,陳為奇,李正熙. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]一種抑制VSI零電流箝位效應(yīng)的死區(qū)補(bǔ)償方法[J]. 周華偉,溫旭輝,趙峰,張劍,郭新華. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
本文編號(hào):3382788
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