Jump to content

    
Sign in to follow this  
sidy

Компенсация влияния мертвого времени в ШИМ сигнале

Recommended Posts

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Поясняю. Есть опорный ШИМ с микроконтроллера, для формирования выходного синусоидального напряжения, для управления трехфазным мостовым инвертором.

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

post-41333-1513592951_thumb.jpg

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 by somebody111

Share this post


Link to post
Share on other sites
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 ta/T, а второй ключ является синхронным выпрямителем с диаграммой td+ts+td 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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В этом ошибка. Надо было не гадать, а просто расписать задачу, а именно, что схема ШИМ является делителем активным ключом напряжения питания ta/T, а второй ключ является синхронным выпрямителем с диаграммой td+ts+td 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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this