Компенсация влияния мертвого времени в ШИМ сигнале

[sidy 0]

Эту проблему надо решать на уровне софта. Вносить джиттер в управляющий сигнал. Таким образом можно значительно уменьшить влияние разброса мёртвого времени.

У меня есть такая идея в сообщении - что эту компенсацию можно сделать в опорном ШИМе заранее. Осталось только придумать реализацию.

[wim 0]

есть такая идея в сообщении - что эту компенсацию можно сделать в опорном ШИМе заранее

Непонятна конечная цель этой идеи, если у нас по ГОСТ допускается коэффициент искажения синусоидальности 8%. Даже дешевые инверторы, которые формируют синус со "ступенькой" вблизи нуля, в эти 8% укладываются.

 

[somebody111 0]

Поясняю. Есть опорный ШИМ с микроконтроллера, для формирования выходного синусоидального напряжения, для управления трехфазным мостовым инвертором.

ШИМ в микроконтроллере формируется следующим образом (см. рис).

Такова особенность формирования комплементарного ШИМа в любом МК - от этого никуда не деться. Данные сигналы поступают на верхний и нижний транзисторы моста. В итоге верхний и нижний транзисторы моста работают не равное количество времени. В результате этого получаем искажения в выходной синусоиде.

Существуют множество статей в которых рассматривается "феномен мертвого времени" и способ его компенсации. Большинство способов основано на измерении выходного тока и введения компенсации в опорный сигнал. У меня возникло предположение что эту компенсацию можно сделать в опорном ШИМе заранее, т.к. мертвое время не меняется. Может кто-то уже делал/или видел(в статьях) как такое делается?

Занимался, сделал, не увидел реальной разницы, отключил опцию с целью упрощения системы.

ЗЫ. Если требуется сформировать супер-синусоиду, то или на выход поставить синус-фильтр, или вместо инвертора использовать НПЧ. Увидев кол-во ключей в НПЧ и посчитав надежность схемы, захочется ограничиться синус-фильтром. А компенсация мертвого времеми - интересная научная, но не техническая задача: продолжительность dead band максимум 5 мкс, период сети - 50Гц (20000мкс). Получается вклад мертвого времени на период сети 0.025%. Даже организовать о.с. по напряжению в таком инверторе с такой точностью - задача

---

Если есть желание все таки научной работой заниматься, то я делал это через пространсвенно-векторную ШИМ: в отличие от традиционной ШИМ, оперирующей с опорным сигналом, векторная ШИМ оперирует с временем включения-ввыключения и зная deadband можно внести изменения в логику SVPWM

Edited December 19, 2017 by somebody111

[Plain 0]

У меня возникло предположение

В этом ошибка. Надо было не гадать, а просто расписать задачу, а именно, что схема ШИМ является делителем активным ключом напряжения питания t_a/T, а второй ключ является синхронным выпрямителем с диаграммой t_d+t_s+t_d и включается при нуле напряжения. Следовательно, задача решается шестью схемами фиксации этого события, т.е. триггерами, по сигналам с которых МК сможет узнавать о смене направления тока в каждом плече моста и переназначать активные ключи.

[sidy 0]

В этом ошибка. Надо было не гадать, а просто расписать задачу, а именно, что схема ШИМ является делителем активным ключом напряжения питания t_a/T, а второй ключ является синхронным выпрямителем с диаграммой t_d+t_s+t_d и включается при нуле напряжения. Следовательно, задача решается шестью схемами фиксации этого события, т.е. триггерами, по сигналам с которых МК сможет узнавать о смене направления тока в каждом плече моста и переназначать активные ключи.

Я конечно не знаю - но у меня не векторная а синусоидальная ШИМ (SPWM). Как выше писали необходимо вводить джиттер в управляющий сигнал - думаю идея верная. Осталось только понять по какому закону джиттер должен вводится и изменяться.

[AlexandrY 0]

http://qspace.qu.edu.qa/bitstream/handle/1....pdf;sequence=8

Вот, например

Так там речь идет о лошадиный дидтаймах в 20 мкс.

Как-то делал инвертер на 2 кВт так дидтаймы в нем измерялись долями микросекунд.

 

 

Это заблуждение; искажение в выходной синусоиде получается не из-за мёртвого времени. Ведь у вас же есть интегрирующий LC фильтр с заданным коэффициентом гармоник и обратная связь? Если всё рассчитано верно, то искажения в выходной синусоиде укладываются в этот THD.

Не, все логично.

Дидтаймы вносят нелинейность в соотношение между скважностью ШИМ и реально приложенным напряжением.

А алгоритмы на основе PID или наблюдателей все основаны на линейности этого звена и их начинает колбасить.

[sidy 0]

Так там речь идет о лошадиный дидтаймах в 20 мкс.

У меня транзисторные модули на ток 600 А - для них необходимо мертвое время минимум 3,5 мкс. А это уже существенно искажает форму синусоиды.

[Plain 0]

Я конечно не знаю

Тогда просто передайте мой текст схемотехнику для создания 100-рублёвого аппаратного довеска.

[sidy 0]

Тогда просто передайте мой текст схемотехнику для создания 100-рублёвого аппаратного довеска.

Хорошо, передам. Но тем не менее в то же время я думаю можно решить этот вопрос и программно.

[olegs_d 0]

Хорошо, передам. Но тем не менее в то же время я думаю можно решить этот вопрос и программно.

Материала по этому вопросу довольно много, вот например.

 

https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN4863.pdf

[Plain 0]

Бумага всё о том же, а потому всё так же бесполезна — автору заказали и продолжают оплачивать решить задачу вообще без датчиков тока, сугубо силой мысли.

[AlexandrY 0]

Бумага всё о том же, а потому всё так же бесполезна — автору заказали и продолжают оплачивать решить задачу вообще без датчиков тока, сугубо силой мысли.

Ну почему же, там достаточно толково все объяснили.

 

Во-первых ошибка связана не только с мертвым временем, но и со скоростью открытия и закрытия транзисторов и диодов, с падением напряжения на транзисторах и диодах.

Т.е. все на самом деле сложнее.

 

Во-вторых ошибка меняет знак при переходе тока через ноль. Т.е. нужно обязательно знать знак тока.

Но знак тока можно узнать не только из измерений тока, но и по напряжению в фазе в момент сразу после закрытия транзисторов.

Правда там осцилляции скорее всего будут огромные и надо будет включить АЦП на пару мегагерц.

 

И есть еще вариант получения тока по модели нагрузки.

Но тогда непрерывно надо обсчитывать реакцию модели на каждом импульсе ШИМ-а в управляющем контроллере чтобы рассчитать предполагаемый знак тока.

Короче, чисто программно будет очень вычислительно затратно и неточно.

 

[sidy 0]

Бумага всё о том же, а потому всё так же бесполезна — автору заказали и продолжают оплачивать решить задачу вообще без датчиков тока, сугубо силой мысли.

Никто не заказывал - чисто из любви к познанию. Датчики тока есть в каждой фазе, но нагрузка резистивная и ток повторяет по форме напряжение - так что все должно быть нормально.

[Plain 0]

Проясните должную Вам нормальность — Вы собираетесь что-то познать, подключив эти чумовые резисторы непосредственно к 600-амперным транзисторам, на которые подан ШИМ-синус?

[AlexandrY 0]

Никто не заказывал - чисто из любви к познанию. Датчики тока есть в каждой фазе, но нагрузка резистивная и ток повторяет по форме напряжение - так что все должно быть нормально.

На кой резистивной нагрузке строгая правильная синусоида?