补偿逆变器

死区补偿（非线性补偿）方法介绍

死区时间在逆变器中起着关键作用，它是指上桥臂和下桥臂导通与截止之间的时间间隔，避免上、下桥臂同时导通产生短路现象。然而，加入死区时间会导致逆变器性能降低。为了优化死区补偿，本文将详细介绍其原理、仿真模型配置、死区效应以及解决方法。

仿真模型配置涉及逆变器输出与星型连接电抗器的连接，采用闭电流控制方式输出三相电流。在SPWM波形的基础上，模型仿真特别关注优化对象，即死区补偿，输出是否连接电机并不影响优化过程。在低速情况下，由于反电势较小，模型可以近似简化。

带死区的逆变器模型中，三相电感波形显示原始模型产生的电流值存在明显畸变。死区效应表现为：当相电流为正时，下桥臂的体二极管导通导致负脉冲时间偏长；反之，当相电流为负时，上桥臂的体二极管导通导致正脉冲时间变长。此现象在轻载低频情况下更加明显，可能引发电流钳制，加剧电流波形畸变。

针对死区效应，通过调整对应桥臂的占空比来实现补偿，以克服死区对逆变器输出的影响。补偿量的确定和正负补偿的选择成为关键考虑因素。

补偿量可通过Vdead值来计算，公式如下：

[公式]

补偿时机基于输出电流方向的判断，方法涉及转子角度与电流电压相位差的计算，确定Id与Iq的比值。

补偿原理通过将一个周期划分为六个等分区间，每个区间仅有一相电流过零，其他两相电流方向不变。根据电流角度计算补偿量，并应用饱和函数和PI控制器进行动态调整，以有效抑制电流纹波。

最终，仿真结果显示，死区补偿启动后，Id、Iq的纹波得到显著抑制，优化了逆变器的输出性能。通过动态调整补偿量和使用PI控制器，死区补偿方法有效解决了死区效应带来的电流波形畸变问题。

0406 动态电压补偿DVR概述

DVR, 也就是动态电压恢复器，是一种针对敏感负载设计的设备，用于处理电压波动问题。当电网出现电压骤降或谐波时，DVR通过串联在三相电路中，通过储能装置、逆变单元和滤波器等组件，向负载注入补偿电压，确保敏感负载电压的稳定性。

DVR的基本结构包括储能单元（如超级电容或锂电池，成本高但维护复杂），串联变压器，三相IGBT逆变器以及滤波器。储能单元的选择取决于需求，整流器系统则利用电网直接供电，提供稳定的电压。逆变器的作用是根据检测到的电网电压波动生成补偿信号，滤波器设计有多种方案，其中A/B方案以较高的可靠性见称。

实现DVR的补偿算法涉及端电压的傅里叶分析，通过与基波电压的比较，确定逆变器需要提供的补偿电压。这个补偿信号会通过滞环电压控制器进行控制，确保逆变器在变压器上生成预期的电压补偿。例如，在电压跌落或电网谐波情况下，DVR能够有效地稳定负载电压。

对于更深入的研究，可以参考何志军的博士论文《改进型动态电压恢复器的研究与设计》和何淇彰的《配电网动态电压恢复器优化配置方法研究》。

简单的逆变器电路图分析

这里提供的逆变器电路图分析，主要由MOS场效应管和电源变压器构成，其输出功率依赖于这些元件的功率，省去了复杂的变压器绕制，适合电子爱好者业余制作。接下来，将详细介绍逆变器的工作原理及制作过程。

**电路图**


**工作原理**

首先，详细介绍这个逆变器的工作原理。方波信号发生器（见图3）采用六反相器CD4069构成。电路中的R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压变化导致的振荡频率不稳定。电路的振荡是通过电容C1的充放电完成的，其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为fmax=1/2.2×3.3×10^3×2.2×10^-6=62.6Hz，最小频率fmin=1/2.2×4.3×10^3×2.2×10^-6=48.0Hz。由于元件误差，实际值可能略有差异。多余的反相器输入端接地，以避免影响其他电路。

**场效应管驱动电路**

由于方波信号发生器输出的振荡信号电压的最大振幅为0~5V，为充分驱动电源开关电路，使用TR1和TR2将振荡信号电压放大至0~12V（见图4）。这是该装置的核心部分，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释MOS场效应管的工作原理。

**MOS场效应管工作原理**

MOS场效应管也称为金属氧化物半导体场效应管，其缩写为MOSFET。它通常有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也称为P沟道型。由图可知，对于N沟道的场效应管，其源极和漏极接在N型半导体上，同样，对于P沟道的场效应管，其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道，一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。

**场效应管应用电路工作过程**

对于场效应管（见图7），在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处于截止状态（图7a）。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中（见图7b），从而形成电流，使源极和漏极之间导通。我们也可以想象为两个N型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁，该桥的大小由栅压的大小决定。图8给出了P沟道MOS场效应管的工作过程，其工作原理类似，不再重复。

**逆变器电路部分工作过程**

由以上分析我们可以画出原理图中MOS场效应管电路部分的工作过程（见图10）。工作原理同前所述。这种低电压、大电流、频率为50Hz的交变信号通过变压器的低压绕组时，会在变压器的高压侧感应出高压交流电压，完成直流到交流的转换。需要注意的是，在某些情况下，如振荡部分停止工作时，变压器的低压侧有时会有很大的电流通过，所以该电路的保险丝不能省略或短接。

**制作要点**

电路板见图11。所用元器件可参考图12。逆变器用的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的成品电源变压器。P沟道MOS场效应管（2SJ471）最大漏极电流为30A，在场效应管导通时，漏-源极间电阻为25毫欧。此时如果通过10A电流时会有2.5W的功率消耗。N沟道MOS场效应管（2SK2956）最大漏极电流为50A，场效应管导通时，漏-源极间电阻为7毫欧，此时如果通过10A电流时消耗的功率为0.7W。由此我们也可知在同样的工作电流情况下，2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器时应注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器（100mm×100mm×17mm）上的位置分布和接法。尽管场效应管工作于开关状态时发热量不会很大，出于安全考虑这里选用的散热器稍偏大。

**逆变器的性能测试**

测试电路见图14。这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大（一般大于100A）的12V汽车电瓶，可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的方法是通过改变负载大小，并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。其测试结果见电压、电流曲线关系图（图15a）。可以看出，输出电压随负荷的增大而下降，灯泡的消耗功率随电压变化而改变。我们也可以通过计算找出输出电压和功率的关系。但实际上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改变，并且输出电压、电流也不是正弦波，所以这种的计算只能看作是估算。以负载为60W的电灯泡为例：

假设灯泡的电阻不随电压变化而改变。因为R灯=V^2/W=210^2/60=735Ω，所以在电压为208V时，W=V^2/R=208^2/735=58.9W。由此可折算出电压和功率的关系。通过测试，我们发现当输出功率约为100W时，输入电流为10A。此时输出电压为200V。

svc和svg有什么区别

SVC和SVG都是电力系统中用于无功补偿的设备，但它们的工作原理、应用场景以及提供的无功补偿类型有所不同。SVC代表静止无功补偿器，而SVG代表静止无功发生器。

1. 工作原理：

- SVC（静止无功补偿器）通常是通过晶闸管控制电抗器（TCR）或晶闸管投切电容器（TSC）来实现无功功率的补偿。TCR通过改变晶闸管的触发角来调节电感中的电流，从而改变无功功率的输出。TSC则是通过晶闸管将电容器组投入或切出系统来改变无功功率。

- SVG（静止无功发生器）基于电压源型逆变器（VSI）技术，通过控制逆变器中开关器件的通断，可以快速地吸收或发出无功功率，实现对系统无功的精确控制。

2. 应用场景：

- SVC由于其响应速度相对较慢且补偿精度较低，通常用于对无功补偿要求不太高的场合，如输电系统的电压稳定、减少或消除电压闪变等。

- SVG由于其快速响应和精确的无功控制能力，特别适用于对电能质量要求较高的场合，如风力发电、光伏发电等新能源接入电网时的无功补偿，以及城市电网、工业电网等需要精确无功控制的场合。

3. 提供的无功补偿类型：

- SVC主要提供感性的无功补偿，即增加系统中的无功功率，有助于提高系统的电压水平。

- SVG则既可以提供感性的无功补偿，也可以提供容性的无功补偿，即可以根据系统的需要吸收或发出无功功率，实现对系统无功的双向调节。

综上所述，SVC和SVG在电力系统中的作用都是进行无功补偿，但SVG在响应速度、补偿精度和无功调节能力等方面具有优势，因此在对电能质量要求较高的场合更为适用。而SVC由于其相对简单的工作原理和较低的成本，在对无功补偿要求不太高的场合仍有一定的应用空间。

电力中的SVG

SVG，全称为Static Synchronous Compensator（静态同步补偿器），是一种利用大功率逆变器技术的重要电力设备。它作为一种动态无功补偿装置，通过三相电压型逆变器为核心工作，其输出电压与系统侧电压保持同频同相，通过调整输出电压与系统电压的幅值关系，实现无功功率的调节。当SVG输出电压大于系统电压时，它提供容性无功，而小于系统电压则输出感性无功。

在输电网中，SVG的应用显著提高了电力系统的稳定性，增强了阻尼性能，能够有效抑制振荡，从而显著提升电压传输能力。随着我国跨区电网的快速发展，无功补偿和动态电压稳定问题日益突出，安装大容量的高压SVG成为了解决这些问题的有效策略。

在配电网（DSTATCOM）中，SVG展现出了其独特的价值。它能够快速响应波动负载，有效地补偿电压波动、闪变、负荷不平衡以及提高功率因数和减少谐波，从而改善电能质量。例如，在电弧炉、电石炉等高能耗设备的应用中，SVG的使用可以平均降低4%-15%的能耗，带来明显的节能降耗效益，经济效益显著。

特斯拉逆变器故障补偿方案

如果您想了解特斯拉逆变器故障的补偿方案，特斯拉官方提供以下两种解决方案：首先，对于特斯拉车主的逆变器故障，特斯拉会提供无偿修理服务，确保车主的车辆能够恢复正常运行；其次，如果逆变器故障导致了经济损失，特斯拉将进行相应的赔偿。需要注意的是，以上赔偿仅适用于特斯拉官方认可的维修服务，车主需要前往特斯拉授权的维修中心进行维修。此外，特斯拉还提供了一定的质保期，在质保期内，如果车主的车辆出现逆变器故障，特斯拉将提供免费的维修和赔偿服务。总之，特斯拉将为车主提供全方位的保障，确保车主的权益不受损失。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467