1 引言
        交交变频是指由交流变交流的频率变换器，由于采用晶闸管半控型器件和无直流环节，变换器转换效率高，可方便地实现四象限运行，节能效果明显，在大功率、低转速交流调速场所被广泛应用。
        交－交变频器供电系统是一个十分复杂的非线性系统，采用三相桥式电路组成的三相交交变频器所用晶闸管器件多，接线复杂，控制技术含量高，尤其 是有环流工作方式的交交变频电路，环流的存在与分析是实现三相交交变频器可靠工作的关键。本文重点研究了如何控制交交变频电路中的环流大小，如何对调节过程中的动态环流进行限制CONTROL ENGINEERING China版权所有，同时对影响交交变频器运行的诸多因素进行详细的讨论；提出了采用不 同的控制和调制信号来获得输出电压函数形式，分析 各种影响交交变频系统的环流大小因素，给出了环流最小的控制策略，有效地改善了交交变频环流不利影 响，提高了交交变频器工作的稳定性和可靠性。有关谐波问题的研究，可采用开关函数模型来进行处理[1]。 一般交交变频采用余弦交截法产生确定触发时刻对系统进行环流控制[2]，目前交交变频器－多相同步电 动机稳态和似稳态等效电路模型的计算也有许多好 的方法[3]。总之，本文对交交变频器的环流谐波研究 则更详细、更深入。
        2 交交变频变换特性
        三相交交变频电路如图1，而交交变频的每一相输出，其负载电流可以由正组或负组的晶闸管供给， 理想情况下变流器应为低阻抗电源供电。当相位控制角恒定或逐渐变化时，输出电流连续，输出电压的平均值为

        每一组控制角，是由控制电压和电源频率的调制电压比较后决定的，当控制电压变化来改变控制角时，输出电压波形依赖于实际的控制信号与调制信号。
        设调制信号分别为余弦和梯形（斜线）信号，取控制信号分别为方波、梯形波、余弦波作为不同的控制方式，可以得到不同的组合控制方式。

        从上四种组合图分析可知，对控制频率谐波来 说：
        a) 采用方波信号控制方式（组合方式（iii）和（vi）），输出电压谐波分量大，不合适大容量交交 变频控制，但线路简单经济。
        b) 采用余弦控制-余弦调制控制方式（组合方式（i）或（v），输出电压正弦度好，谐波小控制工程网版权所有，担需 要余弦调制信号。
        c) 采用线性控制-余弦调制控制方式，输出电压增益低，调制比不够。
        d) 采用余弦控制-线性调制控制方式，输出增益大，但转换特性存在非线性，需要限制最大控制角， 防止逆变过程的换流失败。
3 交交变频环流限制

          3.1 电抗器环流限制

       3.2 组间环流限制电抗器

        4 仿真实验与结果分析
        为验证交交变频电路中，调制和控制与环流大小的关系，本文进行了Matlab 仿真实验，以梯形波、三角波、余弦波三种调制信号进行仿真， 图3 是三种调制信号产生的输出电压Ud、输入电压Ur、输出电流Id 仿真波形，图4 是三种调制 信号生产的交交变频器的负载电流和环流，仿真结果表明，余弦波调制输出电压波形正弦度好， 环流动态响应快，环流小；三角波调制输出电压波形正弦度较差，环流较大；梯形波调制输出电 压波形正弦度差，环流大。 采用80C196MC 的 单相交交变频控制系统框图如图5，单相交交变频输出容量0.8kW，电压220V，频率可从5Hz 到33Hz 调节，异步电动机，Pe=0.6kWwww.cechina.cn，Ue=220V， ne="1200" 转/分，w1=108 匝，GD2＝0.39（牛·米2） 进行了空载运行试验（ ML="0"）。

        5 结语
        通过仿真验证与实验测试，本文对交交输出电压与控制频率的谐波含量进行了详细的研究， 证明了本分析方法的正确性和可行性，对交交变 频电路环流的大小，从控制方面进行了深入讨论。 就谐波含量而言，在大容量交交变频控制系统中， 采用余弦控制信号较为理想；对小容量交交变频 控制系统，采用三角控制信号可得到近似正弦波输出，其控制线路简单，但谐波含量较大，环流 突出，设计应用时必须认真加以考虑。
        参考文献
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