于家文 朱鹏程 徐永向

基于直轴电压分析的PMSM逆变器死区补偿策略

于家文 朱鹏程 徐永向

(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院 哈尔滨 150001)

死区效应会导致逆变器输出电压畸变，使永磁同步电机SVPWM控制的实际输出电压不等于给定的参考电压，降低控制性能。对永磁同步电机驱动系统中的逆变器死区效应进行分析和补偿，建立包含死区的逆变器输出电压数学模型，提出一种基于直轴电压分析的死区补偿策略，通过分析电压谐波在线辨识死区大小，然后根据数学模型进行前馈电压补偿。该方法无需添加硬件，且实现简单，仿真和试验表明该方法能够有效消除死区导致的电压、电流谐波。

永磁同步电机；死区补偿；逆变器

1 引言

永磁同步电机(Permanent magnet synchronous machine，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[1]。永磁同步电机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[2]，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”[3-4]。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[5-7]。因此，需要对死区进行补偿。进行死区补偿可以从硬件和软件两个方面进行[8]。

文献[9]用硬件检测出实际输出电压，与控制器给定值相比较得出死区导致的电压偏差，然后将偏差与给定值叠加以进行补偿。缺点是需要额外的硬件成本。……