双变量交-交变频过渡方式研究.pdf

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1、2010年第6期煤矿机电·51·双变量交．交变频过渡方式研究徐高杰，张迪凡(河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454000)摘要：在双变量控制理论的基础上，提出三种变频过渡方式来实现不同频率间的过渡。在Matlab／Simulink中依据交一交变频器建立仿真模型，进行过渡过程仿真，实现了变频平稳过渡。关键词：双变量；交-交变频；过渡过程研究中图分类号：TM921．51文献标识码：B文章编号：1001—0874(2010)06—0051—04ResearchontheTransientModesofDual—variable

2、sCycloconverterXUC,∞-jie，ZHANGDifan(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：Threewaystoachievethetransitionbetweendifferentfrequenciesbasedonthedual—variablescontroltheoryareproposed．IntheMatlab／Simulink，thesi

3、mulationmodelisestablishedbycycloconvertertotransientprocesssimulation，andasmoothtransitionfrequencyisimplemented．Keywords：dualvailable；AC-ACconverter；transitionprocessresearch1概述2双变量控制理论基于双变量控制理论的交一交变频器，采用无环流、无死区、无检测、无反馈方式的全开环系统目前已经成功应用于电动葫芦型起重机。从理论上讲，变频调速可以实现连续变压变频调

4、速，但从简化系统结构、提高系统可靠性、减少成本等角度考虑，可以采用级差较小的有级差变频调速⋯。有级差变频调速时各个机械特性过渡点之间会有一定幅度速度变化，在高频段(1／2—1／5)，之间速度差会比较大，在这些分频上直接过渡时，系统机械、电气性能上会有一定的冲击。为了减小过渡过程中的冲击，本文介绍了三种过渡方法，并通过仿真实验研究各个频率之间的过渡，对变频调速应用到工业上提供了重要理论根据。双变量控制理论是在单变量a角控制基础理论上加上对脉冲宽度b的控制，第一个变量a角的控制方法和单变量相控方法相同；第二个变量b有两个作用：一是闭锁

5、可能出现的各种环流条件；二是引导电流的换向。对触发脉冲的宽度控制，是双变量控制理论的关键。交．交变频器是从输入电压波形中选择一些片段来拼接成具有需用基波分量的输出电压波形，控制晶闸管换相电路的多相输入就可以得到一个由电压片段组合而成的输出电压，其实这是一个多相输入，多相输出的函数关系。这里以六相输入、三相输出的交．交变频器为例，其输入、输出关系可表达如下式：rK。(t)1Fh。，(t)h。2(t)h，3(t)h。。(t)h。5(t)I％(t)I=Ih2。(￡)h22(t)h23(￡)h24(‘)h25(t)L％(t)JLh3l(t

6、)h32(t)h33(t)h34(t)h35(t)K。(t)％(t)吆(f)·52·煤矿机电．2010年第6期简写为：[影。(t)]=[日(t)儿”，(t)](1)式中：[tJD(￡)]一输出电压矢量；[秽，(t)]一输入电压矢量；[日(t)]一存在矩阵，其中各个元素^w(t)为存在函数。存在函数h阳(t)是基本存在函数经调制后的存在函数，表达式为：k(t)=荟(“(％+手L+kTl一肘(t))】一“k+等五+kTl一膨(t)+Ⅳ(t)】)(2)式中：p一输出的相号；g一输入的相号；正一输入电压的周期；％一正型和负型过渡时的修正时

7、间，通常为丁。／2的整数倍；肘(t)一调制函数，可以理解为改变了基准点和移相范围的触发控制角；』、f(￡)一导通函数，可理解成导通时间【2】。由上可知，双变量控制理论就是通过对调制函数和导通函数的控制，实现了交．交变频自然无环流的工作方式。3分频过渡过程为了使交一交变频调速在四象限内都能够平滑的调节，采用级差足够小的有级变频代替无级变频，必须重视各个频率间的过渡问题，要求尽量平滑、尽量降低电流和机械上的冲击。实现各个分频间的过渡有以下3种方式：(1)直接过渡过程这种方式是在接到变频指令后，直接从当前频率的触发表转到指定频率的触发表

8、，此方法控制简单，直接进行频率表的切换，但未考虑切换点前、后电压和电流的具体情况，过渡过程有很大的差异和随机性。(2)固定点切换方式这种方式是将切换点选择在各个频率控制标的固定点，如某一相的过零点等。该方式在接到变频指令后，不是立即进行变频，而是继