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6ES5921-3WB14逆变器死区时间的研究

　　1.1逆变器死区时间产生机理

　　对于永磁同步电机驱动而言，在6ES5921-3WB14正常工作时，上下桥臂是交替互补导通的。在交替过程中必须存在上下桥臂同时关闭的状态，确保在上/下桥臂导通前，对应的互补下/上桥臂可靠关断，这段上下两个桥臂同时关断的时间称为死区时间。针对目前市场上IGBT的调研发现，逆变器死区时间一般为3～7μs［6］。在6ES5921-3WB14电机工作在一定转速以上时，由于基波电压足够大，死区效应对基波电压影响较小，所以不为人们所重视；但电机工作在低速时，基波电压很小，死区效应对基波电压影响相对较大，死区时间越长，逆变器输出电压的损耗越大，电压波形的畸变程度也会变大，除此之外死区时间还会影响输出电压的相位，使PWM波形不再对称于中心，造成电机损耗增加，效率降低，输出转矩脉动等。图1所示为死区时间产生的机理以及对输出电压的影响，其中V为理想的PWM电压输出波形，Ua-为负母线电

　　压，Ua+为正母线电压，v为误差电压，Ia为输出电流。

　　图1 死区效应

　　由图1所示，6ES5921-3WB14可以发现误差电压具有以下特征［7］：

　　1） 在每个开关周期内均存在一个误差电压脉冲；

　　2） 每个误差电压脉冲的幅值均为Ud；

　　3） 每个误差电压脉冲的宽度均为Td；

　　4） 误差电压脉冲的极性与电流极性相反；

　　尽管一个误差电压脉冲不会引起输出电压太大的变化，但是一个周期内总的误差电压引起的电压波形的畸变就比较严重，下面就对半个周期内误差电压对输出电压波形的影响进行分析。

　　1.2 6ES5921-3WB14死区时间引起输出电压波形畸变的分析

　　利用平均电压的概念［8］，假设载波频率非常高，不含电流在一个载波周期内过零的情况，则半个周期内误差电压脉冲序列的平均值为：

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