滯環pwm變頻調速系統的仿真研究
李曉竹 彭繼慎(遼寧工程技術大學阜新123000)
摘 要 依據同步電動機的電路與狀態方程、變頻器的結構以及滯環pwm原理，運用****的電路電子仿真軟件包icap對滯環pwm變頻調速系統進行了仿真研究．取得了良好的效果。
敘 詞 同步電動機變頻器仿真
1 引 言
近年，由于計算機技術的飛躍發展，應用計算機對實際電力傳動系統進行仿真已日益為人們所重視和應用。出現了各種各樣的系統與電路仿真軟件包，其中電路仿真軟件包spice已聞名于世，各種基于spice發展起來的軟件包更是層出不窮，其中較為****的pspice已為廣大讀者所熟知[1]。最近，美國intusoft公司推出了一種交互式電路分析程序icap，既可以在windows下運行，也可以安裝在win95或windows nt系統中。它是在spice3的基礎上發展而來的。它含有豐富的器件模型庫，尤其是一些新型的大功率器件，如igbt、mosfet和gtr等，因此特別適用于電力電子電路的仿真研究。2 icap簡介icap主要包括四個部分：
a．文本文件編輯器
主要功能是完成對cir、out及err文件的編輯工作，茌這里可以設置仿真種類、時間、步長等參數，其功能相當于pspice的主菜單。另外，如果仿真過程中出現錯誤，icap會自動從isspice退到此菜單。
b．調用仿真器
isspice是icap的仿真器，在這里完成對電路圖的仿真，并把仿真結果寫入文件中，四個子窗口，可交互查看仿真實時曲線、各節點電壓、各支路電流、仿真錯誤信息，并可以利用icl語言修改仿真參數。
c．調用示波器
scope是icap中的圖形后處理器，可將jsspice的運行結果在顯示屏幕和打印設備上用圖形顯示。
d．調用電路圖編輯器
spicenet是icap新開發的功能強大的電路圖編輯器，在這里用戶可以直接畫電路圖，退出后，icap(主菜單見圖1)會自動形成isspice所需的ckt文件。
3 由變頻器和同步電動機構成的傳動系統的仿真
在應用icap對變頻器和同步電動機構成的傳動系統進行仿真時，采用變頻器與同步電動機分別建模的方法。首先依據變頻器的電路結構，建立變頻器的電路結構模型，用于變頻器的仿真。然后再根據同步電動機的等效電路模型以及依據狀態方程建立的狀態方程仿真模型，用于同步電動機的仿真。依據自適應pwm原理建立的電路仿真模型將變頻器電路模型與同步電動機模型連接起來作為控制電路的仿真。
3.1控制電路的仿真
控制電路仿真是依據自適應pwm原理進行的。
3.1.1 自適應pwm的原理
控制電路產生預期幅度和頻率的正弦基準電流波，它與實際相電流相比較，在電流超過某一規定區域（仿真精度）時，半橋中上igbt管關斷而下igbt管開通，結果，輸出電壓從+0. 5vd轉換到-0.5vd，輸出電流開始衰減。當電流橫越區域的下限時，下igbt關斷，上igbt管開遁。在每次轉換時保持規定的封鎖時間，以防止直通故障[2]。
靠上面和下面igbt管的來回開關，迫使實際電流波在所需的區域內跟蹤基準波。這時，逆變器實質上變成電流源型了，而不是電壓源型，并且峰一峰值波紋被自適應地控制在滯后區域之內，而與vd無關，從而嚴密地控制了與峰一峰值波紋電流間接相關的波紋電流有效值，將電機發熱減至****限度。對于瞬時峰值電流敏感的晶體管類器件，瞬時峰值電流的控制是一個極大的優點。電流控制pwm方式可以平滑地轉換到恒功率區內。在電機反電勢較低的低速區內，其電流控制器的跟蹤是沒有困難的。但在高速條件下，因為較高的反電勢，在周期的部分時間內電流控制器將會飽和，在這個條件下，基波電流幅度較小，并且其相位將偏離指令電流的相位。電流波的斜率可表示為：
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