三相SPWM逆变器死区补偿策略：理论与实验验证

本文主要探讨了三相SPWM（正弦脉宽调制）逆变器中死区效应的问题，这是一种常见的技术挑战，它可能导致输出波形畸变、零电流钳位（即在电机电流为零时，逆变器输出电压仍不为零的现象）以及电机转速脉动等问题，这些都会对逆变器的性能和电机的工作效率产生负面影响。为了克服这些问题，研究者首先深入剖析了死区效应的原理，着重分析了死区时间对输出电压基波和高次谐波的影响。 通过对理论推导和仿真分析，作者得出了一种关系曲线图，展示了输出电压变化与功率因数角（反映了逆变器的功率转换效率）和调制因数（决定逆变器输出波形质量的关键参数）之间的关系。基于这种理解，研究者提出了两种新颖的死区补偿策略。 首先，"参考波修正"策略是通过调整逆变器的参考波形，使在死区期间的输出电压更加平滑，从而减少谐波和零电流钳位。这种方法强调了控制算法在处理死区问题中的作用，确保逆变器在切换过程中过渡更加平稳。 其次，"逻辑电路补偿"策略则利用专用的逻辑电路设计，通过精确控制逆变器的开关行为，避开或减小死区时间，进一步改善输出电压的连续性。这种方法强调了硬件层面的创新，以实现更直接、有效的死区补偿。 实验部分在一台实际的三相SPWM逆变器上验证了这两种补偿策略的效果。通过对比补偿前后的相电流波形和输出电压的频谱图，结果显示，提出的补偿策略显著地降低了低次谐波和零电流钳位现象，从而提高了整个系统的稳定性和性能。 本文的核心贡献在于提出并实证了两种新颖的死区补偿方法，这对于提高三相SPWM逆变器的性能、减少电机损耗和改善系统动态响应具有重要意义。这些研究结果对于逆变器的设计和优化具有实用价值，并为进一步改进SPWM逆变器技术提供了新的思路。