工业伺服驱动中PWM逆变器死区时间补偿研究

在当前工业伺服驱动领域，广泛采用永磁同步电动机（PMSM）的交流伺服系统，其中核心的交流驱动单元采用三相全桥电压型逆变器。通过PWM调制的变频控制技术，实现了对交流电机动态转矩的实时调控，显著提升了伺服系统的控制效能。但PWM逆变器在开关信号中引入延时以防止直流母线短路时，会引入死区时间效应，导致逆变器输出波形畸变和基波电压降低，从而限制了伺服系统性能的进一步提升。皖南电机

针对这一问题，研究者们提出了多种逆变器死区补偿方法，大致可分为三类。第一种方法是在电流极性相同的区间内，通过添加极性相反的脉冲列来抵消缺少脉冲列的影响，以实现电压波形的正弦化。第二种方法基于无效器件原理，通过改变无效器件的驱动信号来满足设置死区的要求，从而无需额外补偿。第三种方法是电流预测控制，通过建立电机系统模型和预测电流波形来实现电流波形的校正。安徽皖南电机

逆变器死区时间过长会导致输出电压波形畸变，影响输出电流波形，造成电流的交越失真。死区时间越长，电压波形畸变越严重，负载基波电流幅值下降越多，电流波形畸变也越严重。皖南电机死区时间还会影响输出电压的幅值和相位，使PWM波形不对称，导致空间电压矢量的幅值和相位产生偏差。

为提高补偿精度，本文提出了一种基于位置检测信号的动态补偿方法。通过高分辨率编码器判断电流方向，实现电压补偿，实验结果表明该方法具有较好的补偿效果。