交-直-交变频调速系统仿真研究修改版V(7)

(2) 运行仿真：

打开仿真/参数窗口， 选择 ode23tb 算法， 将相对误差设置为 1e- 3， 停止时间设置为 0.1s， 单击工具栏中的 “开始” 按钮开始仿真。仿真结束后双击示波器模块可观测被测量的波形， 改变模块参数可得到随之变化的仿真波形。

图3-8 电压型三相桥式逆变电路的Vab工作波形

图3-9 负载的转子、定子电流

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图3-10 负载转子转速

图3-11 异步电机的电磁转矩

下面对其进行分析：对于U相来说，当桥臂1导通时，uUN'?Ud/2，当桥臂4导通时，uUN'??Ud/2。因此，uUN'的波形是幅值为Ud/2的矩形波。V、W两相的情况和U相类似，uVN'、uWN'的波形形状和uUN'相同，只是相位依次相差120°。

负载线电压uUV、uVW、uWU可由下式求出

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uUV?uUN'VN'?u?uVN'WN'UN'uVW?uuWU?u压分别为

WN'?u???? (3-7) ?????设负载中点N与直流电源假想中点N'之间的电压为uNN'，则负载各相的相电

uUN?uuVN?uUN'?u?uNN'VN'NN'NN'uWN?u把上面各式相加并整理求得

WN'?u???? (3-8) ?????u11 （3-9）

?(u?u?u)?(u?u?u)'UNVNWNNN'VN'WN'3UN3设负载为三相对称负载，则有uUN?uVN?uWN?0，故可得

uNN'1 (3-10)

?(u'?u'?u')VNWN3UN由此可以得出：uNN'也是矩形波，但其频率为uUN'频率的3倍，幅值为其1/3，即为Ud/6。

下面对三相桥式逆变电路的输出电压进行定量分析。把输出电压uUV展开成傅里叶级数得

uUV??23Ud?1111(sin?t?sin5?t?sin7?t?sin11?t?sin13?t?......) 57111323Ud?1[sin?t??(?1)ksinn?t]nn(3-11)

式中，n?6k?1;k为自然数。 输出线电压有效值uUV为

UUV?12?2??0uUVd?t?0.816Ud2 (3-12)

其中基波幅值UUV1m和基波有效值UUV1分别为

UUV1m?23Ud?29

?1.1Ud (3-13)

(3-14) UUV1m6UUV1??Ud?0.78Ud?2下面再来对负载的相电压uUN进行分析。把其展开成傅里叶级数得

uUN??2Ud2Ud1111sin5?t?sin7?t?sin11?t?sin13?t?...) 571113?(sin?t??(sin?t??n1sinn?t)n(3-15)

式中，n?6k?1;k为自然数。 负载相电压的有效值UUN为

UUN?12?2??02uUNd?t?0.471Ud (3-16)

其中的基波幅值UUN1m和UUN1分别为

UUN1m?

2Ud??0.637Ud (3-17)

UUN1?UUN1m (3-18)

?0.45Ud2在上述的180°导电方式的逆变器中，为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源的短路，要采取“先断后通”的方法。即先给应关断的器件关断信号，待其关断后留一定的时间裕量，然后再给应导通的器件发出开通信号，即在两者之间留一个短暂的死区时间。死区时间的长短要视器件的开关速度而定，器件的开关速度越快，所留的死区时间就可以越短。

3.4 交直交变频调速系统的实验研究分析

3.4.1 交直交变频调速系统模型的实验研究

根据以上整流部分和逆变部分的仿真模型连接起来再加上滤波和反馈环节搭建交直交变频调速的整体仿真模型。其中为了使仿真模型的运行速度加快，反馈环节的传递函数采用一阶延迟环节1/Z。搭建过程如下：

1) 从 Electrical Sources 模块库中复制 （用鼠标拖拉）三相交流电压源模块到模型窗口中。电压Phase-to-phase rms voltage设置值为25kv，频率 Fre-quency值都设置为 60， 相位设置为 0，连接方式Internal connection设为Yg连接方

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式，其它值采用默认值。

2) 从Transformer模块库中复制一个Three-Phase Transformer。设置Winding 1 connection (ABC terminals)为Yg，Winding 2 connection (abc terminals)为Delta (D1) 。

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