基于电流重构技术的电压型逆变器的性能研究

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采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的三相电压源型逆变器正被广泛应用于高性能交流调速系统中,其常用的三相电流测量方式是在交流输出端设置三个或者至少两个电流传感器以获得相电流信号,该方法应用于小容量系统时,对成本及体积是一个很大的挑战。基于单电阻采样的相电流重构技术可以很好地解决这一问题,该技术不需要复杂的电流检测电路,相比常规的电流测量方案,电流检测电路成本可降低60%。目前该技术已被用于空调、并网逆变器中,取得了较好的效果。   在该项技术产品化应用过程中,电流重构时在非观测区电流采样不准确的问题一直存在。本文在SVPWM调制策略下,深入分析了两电平逆变器直流母线电流、逆变器开关状态与相电流三者之间的关系,并分析了相电流重构过程中,开关周期、死区时间等因素对重构效果的影响。针对电流重构过程中非观测区的问题,比较了三种重构方法的优缺点,对两种方法进行了仿真验证,最后采用最小脉冲宽度限制的方法进行了实验研究。   最后,基于电流重构技术的原理,搭建了以英飞凌XC878MCU为控制核心的实验平台,对系统进行了实验验证。实验结果表明,电流重构算法实现了相电流重构,重构的电流具有较好的动静态跟踪性能,能较真实地反映实际电流的相位和幅值,验证了理论分析和设计方法的正确性和可行性。
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