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六脉波双变量交-交变频器控制方法的优化研究刘斌,冯高明（河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454003）摘要：本文从传统的相控式交-交变频器出发，介绍了双变量交-交变频理论，并且利用新型的六脉波交-交变频调速系统，对5/2分频全压下的情况下，利用研究所现有的变频调速系统进行了试验研究，得到了更好的输出波形，进一步降低了偶次谐波的含量。关键词：六脉波交-交变频器；双变量；谐波；优化Studyoncontrolmethodofsix-wave-headAC-ACfrequencyconverterLIUbin，FENGgaoming（SchoolofElectricalengineeringandautomation，Henanpolytechnicuniversity,Jiaozuo454003,Henan,China）Abstract：Thisarticleintrudcesthetraditionalsingal-variablecontroltheory,thengivesthetwo-variablecontroltheory,andusedthenewsix-wave-headAC-ACfrequencyconvertersystem,and5/2frequencyandfullvoltagehasbeencarried,obtainedthebetteroutputwaveshape,furtherreducedEvenharmoniccontent.Keyword:six-wave-headAC-ACfrequencyconverter；two-variable；harmonic;optimization0引理近年来，矩阵变换器日益受到大家的重视。其控制方法目前常用的是空间矢量调制策略。采用该策略具有简单的控制算法和最大的电压传输比且不需要外部的谐波补偿。但是其成本较传统的交交变频器有所增加，而目前，传统变频器仍有较大的市场。因此改进传统变频器的控制策略，进一步降低其谐波含量，有一定的实际价值。1双变量控制理论所谓双变量，即控制角α和脉冲宽度b。双变量控制力论是从单变量控制理论发展而来的，在α角控制基础上加上对脉冲宽度b的控制，即对触发脉冲的后沿进行控制，它是双变量控制理论的关键。第一个变量α角的控制和相控方法相同；第二个变量b有两个作用：一是封闭可能出现的各种环流条件；二是引导电流的换向范围以及保证实现自然换流的条件得到的。该变量与负载大小、性质、输出频率、α角以及电源的瞬时值等因素有关。该方法可以实现变频器的无环流、无死区、宽范围调速。图1六相输入三相输出Fig.1Three-phaseinputandthree-phaseoutput2双变量交交变频器谐波的产生1可控硅交交变频器的基本功能是把一种频率的交流输入电压转变为另一种频率的交流输出电压。其主要特点在于它只有一级功率转换，转换效率高。就其基本形式看，它只不过是简单的由一组可控硅开关组成。其基本工作原理是：用一种特定的方式对变频器中的可控硅开关进行简单的导通和关断，直接把输入的电压波形“大致”调制成所需频率的输出电压波形。其实际波形是由一些正弦波形片断组成的，因此不可避免的会产生谐波。对于谐波的治理有多种方法：使用无源滤波器或有源滤波器；增加变压器的容量，减少回路的阻抗及切断传输线法；增加变频器供电电源内阻抗；安装电抗器；设备中使用抗谐波技术；使用无谐波污染的绿色变频器。但是多数是“先污染后治理”的方法，使用绿色变频器虽然是从谐波源上解决了谐波污染的问题，但是就现今技术条件下，采用这一技术尚有一定的难度，并且会大大增加设备的成本。本文所用的方法是从对晶闸管的触发控制策略上加以解决谐波问题，追求满足一定的性能要求即可，不会增加设备的成本，具有一定的实用性。3系统硬件结构图2.控制回路方框图Fig.2Panechartofcontrolcircuit由于本系统需要较为复杂的控制功能，系统实时性要求较高，所以控制电路选择了单片机作为主要控制元件，用来实现功能判断、方式选择、动态调节、系统检测、性能显示和系统保护等功能，为进一步开发的需要，还设置了电流检测、速度检测等电路。在本系统中，主要任务由INTER公司的80C196KB16位单片机来完成。它拥有强大的软硬件资源，较高的性价比，被广泛应用于工业过程控制系统、伺服系统（随动系统）、分布式控制系统、变频调速电机控制系统等。还使用于信号处理系统和高级只能仪器，以及高性能的计算机外部设备控制器和办公自动化设备控制器。在整个系统中，变频主电路采用零式电路，变压器采用自行绕制的三输入、六输出的干式变压器，其输出的六相互错。主电路拓扑结构如图3所示：图3六脉波交-交变频器主电路拓...