電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
目前,各種逆變電源的控制方法及SpWM信號調制方式分析中,大多基于假定功率開關器件為理想開關器件,即不考慮開關器件的上升、下降和存貯時間。但實際上任何開關器件均具有開關延遲,特別是關斷過程。因此,在電壓型逆變器中,為了防止逆變橋同一橋臂上下開關管發生直通現象,在上下管控制信號之間必須插入一個固定的延遲時間(即死區時間)。死區時間的引入會使逆變器輸出的波形品質變壞,諧波分量新增,系統的動態性能下降,并且隨著開關頻率的提高,死區加入而出現的各種影響(簡稱死區效應)增大。
1對SpWM系統的諧波數學分析
在SpWM系統中，除了死區效應出現的諧波外,而SpWM信號調制方式本身固有原因而出現諧波,稱為固有諧波。
1.1固有諧波分析
單極型SpWM波形出現的原理圖如圖1所示
圖1SpWM生成原理圖
SpWM控制時輸出交流波形(載波頻率比為2N,調制參數為M),用傅氏級數可表示為
(1)
(k=1,2,3,)
分析圖的波形特點,可以看出該輸出是奇四分之一波對稱的單位幅值波形。因此,可證明式(1)中
(2)
因此改成為
(3)
由圖可知
(4)
(θ1、θ2等為脈沖觸發時刻，即三角波與正弦波的交點)
式中N為偶數。對上式各項求積分,可證明當k為任意奇數時,bk有
(5)
其中，0°θ1θ2θNπ/2。
由于自然采樣法開關角度遵循迭代關系式，因此不能用顯式表達，所以實際運用多采用規則采樣法。其重要原則如下：在三角載波每個周期內的固按時刻(如載波的峰值點)，對正弦波進行采樣，以確定開關元件的導通與關斷，而不管在采樣點上正弦波與三角波是否相交。
關于規則采樣，其脈沖中點為αk，則脈沖寬度Tk為：
(6)
則脈沖開關角度θk、θk+1為
(7)
又因為k=2(i-1)，因此式(5)可寫為
(8)
則式(3)可寫為
(9)
由此式即可計算出各次諧波的分量。
1.2死區效應
當加入死區時間后，每個脈沖相當于在上升沿和下降沿都向中點收縮了一段時間。由推導可知，在正半周內，平均壓降為：
(10)
(n為載波比，Ts為死區時間，T為基波周期)
由此，脈沖開關角度變為：
(11)
將式(11)代入式(9)，即可求出新的諧波的含量。由初步的估算，死區時間的加入給輸出波形將帶來豐富的諧波含量，尤其是低次諧波分量。
聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除
