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分析变频器技术中的补偿技术
2012-6-7

    补偿技术在变频器开环控制中是必不可少的。它包括力矩补偿、滑差补偿和死区效应补偿。在低频时定子电阻的压降相对于变频器输出电压来说已经不能忽略,必须进行补偿,否则输出电压不够,电机在低频时不动或者转速明显下降。滑差补偿主要是针对电机在负载较大时实际输出转速会低于设定的转速而设计的。这两种补偿方法在实现中可以采用简单的固定值进行补偿,改进的方法有利用三相电机电流进行计算补偿,不过只是根据电流幅值的补偿,实际上该方法是标量补偿;更为精确的补偿方法是将三相电机交流电流进行矢量分解,同时将电机的损耗参与计算,这样的补偿效果更好。但是这种方法计算比较复杂,同时对电机的部分参数有一定的依赖性,在实现过程中存在一些困难。

  死区效应补偿技术在开环控制中占有很重要的作用,它能有效的提高输出电流波形的平滑度和减小谐波,同时能够提高输出电压的有效值和减小电机电流的振荡。特别是在要求静音的环境下,人为的提高载波频率,如果没有死区补偿,在低频时电机即使空载也可能不能运行。目前比较常用的死区补偿技术有电流过零点直接补偿法,基于定子磁场定向的电流分解方法,死区电压脉冲宽度补偿方法,无电流传感的死区时间预测补偿方法等。电流过零点判断的补偿方法简单易于实现,但是由于电流波形中噪声成分大,同时负载的波动和外界的任何干扰都会引起过零点的判断失误,过零点有一个死区平台影响低频补偿效果,特别是载波频率比较高时尤为显著。基于定子磁场定向的方法不直接判断电流过零点,而是将定子电流在旋转坐标系中分解得到电流矢量角和死区电压矢量之间的关系进行相应的补偿,如果该方法和死区电压脉冲宽度补偿相结合,效果更为突出。相位角预测的死区时间补偿方法是一种省掉电流传感器的固定补偿方法,该方法首先对电流相位角进行预测,然后对死区时间做出相应的补偿,预测的角度可以根据变频器输出容量的不同在软件中设置,或者由外部修改设定。

  该方法的优点是可以省掉电流传感器,降低成本和系统体积,但是补偿没有根据外部负载变化而相应调整,因而精度和动态性能也会相应的降低。
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