CN109713927A - 考虑svpwm死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法 - Google Patents
考虑svpwm死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109713927A CN109713927A CN201811567236.8A CN201811567236A CN109713927A CN 109713927 A CN109713927 A CN 109713927A CN 201811567236 A CN201811567236 A CN 201811567236A CN 109713927 A CN109713927 A CN 109713927A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase current
- bus
- action time
- current
- svpwm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明公开了一种考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，该方法在考虑SVPWM存在死区时间的情况下，通过测量三相逆变桥输出的两相电流和直流母线的电压，并判断当前SVPWM矢量所作用的扇区，再根据当前SVPWM作用周期内的电压矢量的作用时间和死区时间以及周期时间，就可以计算出直流母线侧瞬时输出功率的值。本发明不需要单独的直流母线电流传感器，可以通过逆变桥的输出两相电流重构出直流母线的瞬时电流。本发明考虑了SVPWM死区时间对功率测量的影响，提出了一种新的测量方法，提高了瞬时功率的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及电气传动技术，特别是涉及考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法。
背景技术
三相逆变桥在电机控制领域是一种常见的拓扑结构。直流母线的瞬时输出功率反映了逆变器当前的有功输出值，测量直流母线侧瞬时功率可以作为系统运行的参考变量，具有重要的意义。传统的功率测量方式通过测量直流母线侧的电压和瞬时电流，来计算功率。但是该方式需要额外的安装直流母线侧的电流传感器，同时还需要对测量得到的瞬时电流进行滤波，而滤波带来的相位延迟会造成瞬时功率测量不准确的问题。三相逆变桥的输出相电流与直流母线的瞬时电流在部分开关管动作时刻存在对应关系，故可以通过测量三相逆变桥的相电流来重构直流母线瞬时电流。
在电机控制领域，三相逆变桥普遍采用SVPWM的调制方式进行控制，为了防止上下桥臂之间发生互通的危险，上下桥臂的互补驱动信号一般都留有死区。死区的存在使得负载端会发生续流的情况，续流期间负载侧会对直流母线的滤波电容进行能量回馈，容易造成直流母线侧瞬时输出功率测量不准确的问题。然而，现有技术中的三相逆变桥瞬时功率测量方法都没有充分考虑到SVPWM死区时间。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，解决了现有技术中存在的需要安装直流母线侧电流传感器、瞬时功率测量不准确、没有充分考虑到SVPWM死区时间的问题。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，包括以下步骤：
S1：在控制器的数模转换模块完成数模转换后触发的中断程序中，利用电流传感器采集电机的第一相电流iA、第二相电流iB和直流母线电压VBUS，并送入控制器进行信号处理，得到电机的第三相电流iC；
S2：在中断程序中获取当前合成电压矢量作用的扇区S、相邻的两个基本电压矢量的作用时间T1和T2、产生SVPWM的定时器中设定的死区时间TD以及开关周期T；
S3：计算扇区S在一个开关周期内的第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC；
S4：根据iA、iB、iC、TA、TB和TC计算出一个开关周期内的直流母线等效电流iBUS；
S5：由直流母线电压VBUS和直流母线等效电流iBUS计算出直流母线的瞬时输出功率。
进一步，所述步骤S1中，第三相电流iC根据以下公式得到：
iA+iB+iC＝0 (1)。
进一步，所述步骤S3包括以下步骤：
S3.1：通过式(2)计算扇区S＝1时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.2：通过式(3)计算扇区S＝2时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.3：通过式(4)计算扇区S＝3时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.4：通过式(5)计算扇区S＝4时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.5：通过式(6)计算扇区S＝5时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.6：通过式(7)计算扇区S＝6时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
进一步，所述步骤S4中，通过式(8)计算出一个开关周期内的直流母线等效电流iBUS：
式(8)中，T为一个开关周期。
进一步，所述步骤S5中，通过式(9)计算出直流母线的瞬时输出功率：
PBUS＝iBUS·VBUS (9)。
有益效果：本发明公开了一种考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，与现有技术相比，具有如下的有益效果：
1)本发明不需要单独的直流母线电流传感器，可以通过逆变桥的输出两相电流重构出直流母线的瞬时电流；
2)本发明考虑了SVPWM死区时间对功率测量的影响，提出了一种新的测量方法，提高了瞬时功率的测量精度。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中三相逆变桥三相电流的方向定义图；
图2为本发明具体实施方式中SVPWM的扇区定义图；
图3为本发明具体实施方式中SVPWM基本电压矢量作用时间以及死区时间的定义图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，SVPWM是Space Vector Pulse-width Modulation的英文缩写，其中文含义为电压空间矢量脉宽调制。本方法包括以下步骤：
S1：根据图1的三相逆变桥电流方向的定义，以及图3中SVPWM基本电压矢量作用时间以及死区时间的定义图，在控制器的数模转换模块完成数模转换后触发的中断程序中，利用电流传感器采集电机的第一相电流iA、第二相电流iB和直流母线电压VBUS，并送入控制器进行信号处理，得到电机的第三相电流iC。
S2：在中断程序中获取当前合成电压矢量作用的扇区S、相邻的两个基本电压矢量的作用时间T1和T2、系统设定的死区时间TD以及开关周期T；其中死区时间TD、开关周期T在系统完成初始化后，其值一般为恒值。
S3：计算扇区S在一个开关周期内的第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC。SVPWM的扇区如图2定义。
S4：根据iA、iB、iC、TA、TB和TC计算出一个开关周期内的直流母线等效电流iBUS。
S5：由直流母线电压VBUS和直流母线等效电流iBUS计算出直流母线的瞬时输出功率。
步骤S1中，第三相电流iC根据以下公式得到：
iA+iB+iC＝0 (1)。
步骤S3包括以下步骤：
S3.1：通过式(2)计算扇区S＝1时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.2：通过式(3)计算扇区S＝2时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.3：通过式(4)计算扇区S＝3时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.4：通过式(5)计算扇区S＝4时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.5：通过式(6)计算扇区S＝5时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.6：通过式(7)计算扇区S＝6时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
以第一扇区为例，在一个开关周期内，三相桥首先处于上桥臂全关断，下桥臂全开通的阶段，此时直流母线没有电流通过。随后A相上桥臂开关管开通存在死区，在该区间段内，A相续流，负载向直流母线回馈能量，此时直流母线电流反向流入电流iA，作用时间为TD。紧接着，A相上桥臂开关管开通，此时直流母线电流正向流出电流iA，作用时间为T1/2-TD。随后，B相桥臂开关管开通存在死区，在该区间段内，B相续流，此时直流母线电流反向流入电流iB，作用时间为TD。紧接着，B相上桥臂开关管开通，此时直流母线电流正向流出电流iB，作用时间为T2/2-TD。随后，C相桥臂开关管开通存在死区，在该区间段内，C相续流，此时直流母线电流反向流入电流iC，作用时间为TD。紧接着，三相桥首先处于下桥臂全关断，上桥臂全开通，此时直流母线没有电流通过。接下来的过程为上述过程的逆过程。根据上述公式，可以求出在不同扇区中一个开关周期内三相电流iA、iB和iC的等效作用时间TA、TB和TC。
步骤S4中，通过式(8)计算出一个开关周期内的直流母线等效电流iBUS：
式(8)中，T为一个开关周期。
步骤S5中，通过式(9)计算出直流母线的瞬时输出功率：
PBUS＝iBUS·VBUS (9)。
Claims (5)
1.考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在控制器的数模转换模块完成数模转换后触发的中断程序中，利用电流传感器采集电机的第一相电流iA、第二相电流iB和直流母线电压VBUS，并送入控制器进行信号处理，得到电机的第三相电流iC；
S2：在中断程序中获取当前合成电压矢量作用的扇区S、相邻的两个基本电压矢量的作用时间T1和T2、产生SVPWM的定时器中设定的死区时间TD以及开关周期T；
S3：计算扇区S在一个开关周期内的第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC；
S4：根据iA、iB、iC、TA、TB和TC计算出一个开关周期内的直流母线等效电流iBUS；
S5：由直流母线电压VBUS和直流母线等效电流iBUS计算出直流母线的瞬时输出功率。
2.根据权利要求1所述的考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，其特征在于：所述步骤S1中，第三相电流iC根据以下公式得到：
iA+iB+iC＝0 (1)。
3.根据权利要求1所述的考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：
S3.1：通过式(2)计算扇区S＝1时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.2：通过式(3)计算扇区S＝2时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.3：通过式(4)计算扇区S＝3时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.4：通过式(5)计算扇区S＝4时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.5：通过式(6)计算扇区S＝5时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
S3.6：通过式(7)计算扇区S＝6时第一相电流iA的等效作用时间TA、第二相电流iB的等效作用时间TB和第三相电流iC的等效作用时间TC：
4.根据权利要求1所述的考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，其特征在于：所述步骤S4中，通过式(8)计算出一个开关周期内的直流母线等效电流iBUS：
式(8)中，T为一个开关周期。
5.根据权利要求1所述的考虑SVPWM死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法，其特征在于：所述步骤S5中，通过式(9)计算出直流母线的瞬时输出功率：
PBUS＝iBUS·VBUS (9)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811567236.8A CN109713927B (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 考虑svpwm死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811567236.8A CN109713927B (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 考虑svpwm死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109713927A true CN109713927A (zh) | 2019-05-03 |
| CN109713927B CN109713927B (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=66257045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811567236.8A Active CN109713927B (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 考虑svpwm死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109713927B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111709121A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-25 | 天津大学 | 一种三相逆变系统输出功率参数计算方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1498462A (zh) * | 2001-12-26 | 2004-05-19 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 基站装置、通信终端装置和无线通信方法 |
| CN101882799A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-10 | 上海交通大学 | 无交流电压传感器高压直流输电变流器的控制方法 |
| CN102497121A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 东南大学 | 一种电压型pwm整流器系统的直接功率控制方法 |
| CN102570488A (zh) * | 2012-02-01 | 2012-07-11 | 中国电力科学研究院 | 基于锂电池储能的功率转换系统及其控制方法 |
| CN103904873A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种三相电压型pwm整流器启动电流冲击抑制方法 |
| CN104716861A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 上海电科电器科技有限公司 | 变频器的死区补偿方法 |
-
2018
- 2018-12-20 CN CN201811567236.8A patent/CN109713927B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1498462A (zh) * | 2001-12-26 | 2004-05-19 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 基站装置、通信终端装置和无线通信方法 |
| CN101882799A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-10 | 上海交通大学 | 无交流电压传感器高压直流输电变流器的控制方法 |
| CN102497121A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 东南大学 | 一种电压型pwm整流器系统的直接功率控制方法 |
| CN102570488A (zh) * | 2012-02-01 | 2012-07-11 | 中国电力科学研究院 | 基于锂电池储能的功率转换系统及其控制方法 |
| CN104716861A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 上海电科电器科技有限公司 | 变频器的死区补偿方法 |
| CN103904873A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种三相电压型pwm整流器启动电流冲击抑制方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111709121A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-25 | 天津大学 | 一种三相逆变系统输出功率参数计算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109713927B (zh) | 2019-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104201919B (zh) | 一种光伏逆变器的漏电流控制方法 | |
| CN105576991A (zh) | 可调脉宽调制方法 | |
| JPWO2015105081A1 (ja) | 電力変換装置及び三相交流電源装置 | |
| CN102621501B (zh) | 一种大功率光伏逆变器额定功率下的温升和效率测试系统及方法 | |
| CN103904922A (zh) | 一种基于虚拟磁链定向用于电压型整流器的控制方法 | |
| CN102474209B (zh) | 电动机驱动装置的功率消耗计算方法和利用功率消耗计算方法的电动机驱动装置的控制方法 | |
| CN104143932A (zh) | 双矢量模型预测直接功率控制方法及装置 | |
| CN103259487A (zh) | 变频器控制电机的方法和变频器 | |
| CN103312165A (zh) | 一种高频多相交错式变换装置及控制方法 | |
| CN103684031A (zh) | 一种pwm整流器电流滞环控制数字实现系统 | |
| CN105897098A (zh) | 电机foc控制运算方法中死区效应的消除方法 | |
| CN104617581A (zh) | 一种四桥臂有源电力滤波器的软启动控制方法 | |
| CN110429839B (zh) | 一种三相电压型pwm整流器的分数阶建模方法 | |
| CN205051611U (zh) | 抑制开关磁阻电机转矩脉动的电机驱动系统 | |
| CN107046388B (zh) | 一种开关磁阻电机电流跟踪控制方法、控制器及调速系统 | |
| CN104362881A (zh) | 基于瞬时电流和精细化电压补偿的死区补偿方法 | |
| WO2023123676A1 (zh) | 单电阻检测方法、电机控制方法、控制器及控制系统 | |
| CN109713927A (zh) | 考虑svpwm死区时间的三相逆变桥瞬时功率测量方法 | |
| CN205004756U (zh) | 一种三相光伏并网逆变器控制装置 | |
| CN204810188U (zh) | 基于模型预测控制的三相感应电机直接转矩控制系统 | |
| JP2015228728A (ja) | 変換装置 | |
| CN101567654B (zh) | 采用空间矢量脉宽调制的电机控制方法及其控制器 | |
| CN103457498A (zh) | 一种电机励磁设备及其死区补偿方法 | |
| CN103780118A (zh) | 一种谐振直流环节三电平软开关逆变电路 | |
| CN206962704U (zh) | 一种悬浮驱动的辅助供电电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |