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Método dinámico de compensación del tiempo muerto basado en las características de conmutación del MOSFET para el sistema de accionamiento PMSM

Autores: Liu, Xi; Li, Hui; Wu, Yingzhe; Wang, Lisheng; Yin, Shan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Método dinámico de compensación del tiempo muerto basado en las características de conmutación del MOSFET para el sistema de accionamiento PMSM


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Semiconductor
Tiempo muerto
MOSFET
Armónicos
Método de compensación
Características de conmutación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 50

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para evitar efectivamente el problema de disparo a través del dispositivo semiconductor (como el transistor de efecto de campo de óxido metálico de potencia (MOSFET)) adoptado en la pierna de fase de los accionamientos de motor, se debe insertar una zona de tiempo muerto. Sin embargo, la no linealidad causada por el efecto del tiempo muerto provocará distorsión de voltaje/corriente, así como armónicos de alto orden, lo que degrada en gran medida el rendimiento de los accionamientos de motor, especialmente en operaciones a baja velocidad con cargas ligeras. En este documento, se propone un método de compensación de tiempo muerto para suprimir tales efectos secundarios causados por las zonas de tiempo muerto y mejorar el rendimiento de los accionamientos de motor. En comparación con otros métodos existentes, el método propuesto se centra principalmente en las características de conmutación del MOSFET de potencia, que está directamente relacionado con el tiempo de compensación en cada período de modulación de ancho de pulso (PWM). En primer lugar, se detalla un proceso de derivación para revelar la relación entre el tiempo de compensación y el rendimiento de conmutación del MOSFET. Mientras tanto, el proceso de conmutación del MOSFET también se analiza en profundidad, lo que resume las variaciones en el tiempo de conmutación del MOSFET con una corriente de carga variada. Luego, se realiza la prueba de múltiples pulsos (MPT) para obtener valores precisos del tiempo de conmutación con la corriente de carga variada en un amplio rango (0-80 A) y formar una tabla de búsqueda 2D. Como resultado, el método de compensación puede ser fácilmente realizado combinando la tabla de búsqueda e interpolación lineal basada en la corriente de fase del motor dinámicamente. Finalmente, la efectividad del método propuesto se verifica en un sistema de accionamiento de máquina síncrona de imán permanente (PMSM) de 12 V. Según los resultados relativos del experimento, se puede observar claramente que la distorsión de forma de onda en el dominio del tiempo, los armónicos de alto orden y el valor de distorsión armónica total (THD) se reducen significativamente con el método de compensación dinámica propuesto.

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