| |
|
  |
 Компенсация влияния мертвого времени в ШИМ сигнале |
|
|
|
|
 Dec 19 2017, 08:03
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 280
Регистрация: 2-11-08
Пользователь №: 41 333
|
Цитата(Oxygen Power @ Dec 18 2017, 19:30)  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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 19 2017, 09:18
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 190
Регистрация: 2-03-11
Пользователь №: 63 341
|
Цитата(sidy @ Dec 18 2017, 13:30) Поясняю. Есть опорный ШИМ с микроконтроллера, для формирования выходного синусоидального напряжения, для управления трехфазным мостовым инвертором.
ШИМ в микроконтроллере формируется следующим образом (см. рис).
[attachment=110276:7.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
Сообщение отредактировал somebody111 - Dec 19 2017, 09:26
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 19 2017, 14:47
|
Гуру
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710
|
Цитата(sidy @ Dec 18 2017, 13:30) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 9 2018, 10:20
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 280
Регистрация: 2-11-08
Пользователь №: 41 333
|
Цитата(Plain @ Dec 19 2017, 17:47) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 9 2018, 11:53
|
Ally
Группа: Модераторы
Сообщений: 6 232
Регистрация: 19-01-05
Пользователь №: 2 050
|
Цитата(sidy @ Dec 18 2017, 14:31) Так там речь идет о лошадиный дидтаймах в 20 мкс. Как-то делал инвертер на 2 кВт так дидтаймы в нем измерялись долями микросекунд. Цитата(Ydaloj @ Dec 18 2017, 17:02) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 9 2018, 11:57
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 280
Регистрация: 2-11-08
Пользователь №: 41 333
|
Цитата(AlexandrY @ Jul 9 2018, 14:53) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 9 2018, 16:07
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 280
Регистрация: 2-11-08
Пользователь №: 41 333
|
Цитата(Plain @ Jul 9 2018, 15:41) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 9 2018, 21:53
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 413
Регистрация: 12-05-06
Из: Latvija
Пользователь №: 17 041
|
Цитата(sidy @ Jul 9 2018, 19:07) 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
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 10 2018, 05:43
|
Ally
Группа: Модераторы
Сообщений: 6 232
Регистрация: 19-01-05
Пользователь №: 2 050
|
Цитата(Plain @ Jul 10 2018, 06:08) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jul 10 2018, 05:51
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 280
Регистрация: 2-11-08
Пользователь №: 41 333
|
Цитата(Plain @ Jul 10 2018, 06:08) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
