滞环pwm变频调速系统的仿真研究
李晓竹 彭继慎(辽宁工程技术大学阜新123000)
摘 要 依据同步电动机的电路与状态方程、变频器的结构以及滞环pwm原理，运用****的电路电子仿真软件包icap对滞环pwm变频调速系统进行了仿真研究．取得了良好的效果。
叙 词 同步电动机变频器仿真
1 引 言
近年，由于计算机技术的飞跃发展，应用计算机对实际电力传动系统进行仿真已日益为人们所重视和应用。出现了各种各样的系统与电路仿真软件包，其中电路仿真软件包spice已闻名于世，各种基于spice发展起来的软件包更是层出不穷，其中较为****的pspice已为广大读者所熟知[1]。最近，美国intusoft公司推出了一种交互式电路分析程序icap，既可以在windows下运行，也可以安装在win95或windows nt系统中。它是在spice3的基础上发展而来的。它含有丰富的器件模型库，尤其是一些新型的大功率器件，如igbt、mosfet和gtr等，因此特别适用于电力电子电路的仿真研究。2 icap简介icap主要包括四个部分：
a．文本文件编辑器
主要功能是完成对cir、out及err文件的编辑工作，茌这里可以设置仿真种类、时间、步长等参数，其功能相当于pspice的主菜单。另外，如果仿真过程中出现错误，icap会自动从isspice退到此菜单。
b．调用仿真器
isspice是icap的仿真器，在这里完成对电路图的仿真，并把仿真结果写入文件中，四个子窗口，可交互查看仿真实时曲线、各节点电压、各支路电流、仿真错误信息，并可以利用icl语言修改仿真参数。
c．调用示波器
scope是icap中的图形后处理器，可将jsspice的运行结果在显示屏幕和打印设备上用图形显示。
d．调用电路图编辑器
spicenet是icap新开发的功能强大的电路图编辑器，在这里用户可以直接画电路图，退出后，icap(主菜单见图1)会自动形成isspice所需的ckt文件。
3 由变频器和同步电动机构成的传动系统的仿真
在应用icap对变频器和同步电动机构成的传动系统进行仿真时，采用变频器与同步电动机分别建模的方法。首先依据变频器的电路结构，建立变频器的电路结构模型，用于变频器的仿真。然后再根据同步电动机的等效电路模型以及依据状态方程建立的状态方程仿真模型，用于同步电动机的仿真。依据自适应pwm原理建立的电路仿真模型将变频器电路模型与同步电动机模型连接起来作为控制电路的仿真。
3.1控制电路的仿真
控制电路仿真是依据自适应pwm原理进行的。
3.1.1 自适应pwm的原理
控制电路产生预期幅度和频率的正弦基准电流波，它与实际相电流相比较，在电流超过某一规定区域（仿真精度）时，半桥中上igbt管关断而下igbt管开通，结果，输出电压从+0. 5vd转换到-0.5vd，输出电流开始衰减。当电流横越区域的下限时，下igbt关断，上igbt管开遁。在每次转换时保持规定的封锁时间，以防止直通故障[2]。
靠上面和下面igbt管的来回开关，迫使实际电流波在所需的区域内跟踪基准波。这时，逆变器实质上变成电流源型了，而不是电压源型，并且峰一峰值波纹被自适应地控制在滞后区域之内，而与vd无关，从而严密地控制了与峰一峰值波纹电流间接相关的波纹电流有效值，将电机发热减至****限度。对于瞬时峰值电流敏感的晶体管类器件，瞬时峰值电流的控制是一个极大的优点。电流控制pwm方式可以平滑地转换到恒功率区内。在电机反电势较低的低速区内，其电流控制器的跟踪是没有困难的。但在高速条件下，因为较高的反电势，在周期的部分时间内电流控制器将会饱和，在这个条件下，基波电流幅度较小，并且其相位将偏离指令电流的相位。电流波的斜率可表示为：
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