雙饋電機(jī)交交實(shí)時(shí)變頻系統(tǒng)研究

摘? 要： 雙饋電動(dòng)機(jī)因其在調(diào)速及節(jié)能控制中的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)發(fā)展中具備廣泛的應(yīng)用前景。在雙饋調(diào)速系統(tǒng)中，一般常用交交變頻器作為變頻電源，因而對(duì)變頻器輸出電能的質(zhì)量及頻率切換響應(yīng)速度有著較高要求。本文在雙變量交交變頻控制原理的基礎(chǔ)上，對(duì)余弦交截法在線計(jì)算觸發(fā)策略進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，以觸發(fā)交點(diǎn)縱坐標(biāo)的幅值為參考，簡(jiǎn)化了觸發(fā)時(shí)序在線計(jì)算過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上提出了頻率間實(shí)時(shí)切換的變頻方式，該方式具有較快的頻率切換響應(yīng)速度，可使頻率間的實(shí)時(shí)切換過(guò)程變得平滑?；诖耍赟IMULINK仿真環(huán)境下搭建雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)本文提出的改進(jìn)后的在線觸發(fā)策略及頻率間實(shí)時(shí)切換方式進(jìn)行驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的在線觸發(fā)策略及頻率間實(shí)時(shí)切換方式能夠滿足雙饋電動(dòng)機(jī)對(duì)調(diào)速性能的要求。

關(guān)鍵詞： 交交變頻器;實(shí)時(shí)切換;在線計(jì)算;雙饋調(diào)速

中圖分類號(hào)： TM343;TP391.9? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.10.029

本文著錄格式：李亞民. 雙饋電機(jī)交交實(shí)時(shí)變頻系統(tǒng)研究[J]. 軟件，2019，40（10）：129134

Research on Real-time Frequency Control System of Doubly-fed Machine

LI Ya-min

（Zhengzhou Institute of Science and Technology， Zhengzhou 450064， China）

【Abstract】： Doubly-fed motor has a wide range of applications in the industrial development. because of its advantages in aspecs of speed-regulation and energy-saving. The double-fed speed control system which commonly uses AC-AC frequency transformer as a variable frequency power， has a higher demand to the frequency power quality and frequency switching response speed. In this paper， based on the principle of bivariate AC-AC frequency conversion control， the online triggering strategy of cosine crossover method is optimized and improved. With the amplitude of the ordinate of the intersection as a reference， the on-line calculation process of the triggering timing is simplified. On this basis， the frequency Real-time switching strategy is proposed， which has a fast frequency switching response speed and can make The real-time switching process becomes smooth. Based on this， the simulation model of the doubly-fed motor speed control system is established in the SIMULINK simulation environment， in which the improved online triggering strategy and the real-time switching strategy are verified. The simulation results show that the improved online triggering strategy and frequency Real-time switching strategy is correct and feasible， which can meet the requirements of the doubly-fed motor on the speed performance.

【Key words】： AC-AC frequency converter; Real-time switching; Online calculation; Double fed speed regulation

0? 引言

雙饋調(diào)速系統(tǒng)是將繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子接工頻電源，轉(zhuǎn)子繞組接一個(gè)幅值、頻率、相位均可調(diào)節(jié)的變頻電源，從而構(gòu)成定、轉(zhuǎn)子雙向同時(shí)饋電的調(diào)速系統(tǒng)。雙饋調(diào)速一般常用交交變頻器作為變頻電源，對(duì)變頻器輸出電能的質(zhì)量有著較高要求。為使輸出的波形具有較好的余弦度，交交變頻器常用余弦交截法求取開(kāi)關(guān)器件的觸發(fā)時(shí)刻。但是余弦交截法計(jì)算較為復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線計(jì)算[2]。在計(jì)算機(jī)處理技術(shù)快速發(fā)展的今天，為了取得比較好的控制效果，對(duì)晶閘管等功率器件觸發(fā)的實(shí)時(shí)性、精確度以及頻率切換響應(yīng)的快速性都有著較高的要求。為便于在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線計(jì)算，文獻(xiàn)[3]中提出一種近似余弦交截法的在線求解觸發(fā)交點(diǎn)算法，該方法用三角波代替參考電壓波和同步余弦波，把復(fù)雜的反三角函數(shù)方程的求解過(guò)程簡(jiǎn)化為求解直線方程，易于實(shí)現(xiàn)觸發(fā)時(shí)刻的在線計(jì)算[3]，其計(jì)算過(guò)程以觸發(fā)時(shí)間為參考，對(duì)于頻率間的切換采用采用固定點(diǎn)切換方式，頻率切換的實(shí)時(shí)性較差。為此，本文在文獻(xiàn)[3]算法的基礎(chǔ)上，提出了一種以觸發(fā)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為參考的在線計(jì)算改進(jìn)算法，并以此為基礎(chǔ)，提出了基于實(shí)時(shí)切換方式的交交連續(xù)變頻方法。改進(jìn)后的在線計(jì)算策略及實(shí)時(shí)變頻方式不僅能夠簡(jiǎn)化在線計(jì)算的過(guò)程，而且能夠提高頻率切換響應(yīng)的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)變頻，滿足雙饋電動(dòng)機(jī)對(duì)于調(diào)速性能的要求。

1? 雙饋電機(jī)調(diào)速原理

在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)定轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間上是相對(duì)靜止的，定子磁場(chǎng)以旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，上式說(shuō)明，因?yàn)橐话阈∮?.5，所以在低頻段采用交-交變頻器最合適。

圖1為雙饋電機(jī)的等效電路根據(jù)電機(jī)等效電路列出平衡方程：

（1）

電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)串入后，轉(zhuǎn)子的計(jì)算公式為：

（2）

電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)有功和無(wú)功電流公式分別為：

（3）

（4）

由上述公式可見(jiàn)通過(guò)控制就可以改變電機(jī)的和控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)。

由此可見(jiàn)，雙饋異步機(jī)比較以往的定子側(cè)全壓、全功率的變頻方式，具有速度可調(diào)，功率因數(shù)可調(diào)，且需要變頻器功率小、電壓低、特別適合低頻段調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。

2? 雙變量交交變頻控制原理

雙變量控制理論是指在角控制基礎(chǔ)上加上對(duì)脈沖寬度的控制，即對(duì)觸發(fā)脈沖的后沿進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了雙變量相控變流器及變頻器的自然無(wú)環(huán)流控制[4]。

雙變量控制理論利用余弦交截法，當(dāng)晶閘管正組觸發(fā)，電流為正時(shí)，取基準(zhǔn)電壓波和同步余弦波的下降沿交點(diǎn)為觸發(fā)脈沖點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)正組晶閘管自然無(wú)環(huán)流換相。當(dāng)電流過(guò)零點(diǎn)處時(shí)，控制電流在一組反并聯(lián)的晶閘管上實(shí)現(xiàn)自然換流。當(dāng)電流為負(fù)時(shí)，控制晶閘管反組觸發(fā)，取基準(zhǔn)電壓波和同步余弦波的上升沿交點(diǎn)為觸發(fā)脈沖點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)組晶閘管自然無(wú)環(huán)流換相[5]。

3? 觸發(fā)時(shí)刻在線計(jì)算改進(jìn)算法

由于雙變量六脈波交-交變頻器三相觸發(fā)規(guī)律完全相同，在這里僅以U相的切換為例進(jìn)行分析。

圖2為改善后的U相晶閘管觸發(fā)時(shí)刻示意圖，圖中TA、TB、TC、TD、TE、TF分別為A、B、C、D、E、F六相電源的同步波，則相鄰兩同步波在橫軸上交點(diǎn)的間隔為1/300，幅值為1，UC為U相參考電壓波，幅值為（0<≤1），點(diǎn)A和點(diǎn)A1為參考電壓波的波谷，點(diǎn)C為參考電壓波的波峰，點(diǎn)B和點(diǎn)D分別對(duì)應(yīng)著U相參考電壓波上的電流過(guò)零時(shí)刻。參考電壓波幅值和換流點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)幅值將一個(gè)周期分成四段，分別為AB，BC，CD，DA1，通過(guò)觸發(fā)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)幅值與電壓幅值r和換流點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)幅值間的比較來(lái)確定換流點(diǎn)、波峰和波谷的位置。

從圖中容易求得同步波的斜率=，參考波的斜率=（上升沿斜率符號(hào)取“+”，下降沿斜率符號(hào)取“–”），各段內(nèi)相鄰兩點(diǎn)間的幅值增量及時(shí)間增量文獻(xiàn)[3]中已有詳細(xì)計(jì)算說(shuō)明，本文不再詳細(xì)復(fù)述，由文獻(xiàn)[3]中計(jì)算可得=，=。當(dāng)同步波與參考波交點(diǎn)處于AB段和CD段內(nèi)時(shí)，及分母符號(hào)取“–”，當(dāng)同步波與參考波交點(diǎn)處于BC段及DA1段內(nèi)時(shí)，及分母符號(hào)取“+”。如圖2所示，設(shè)AB段內(nèi)當(dāng)前觸發(fā)交點(diǎn)為，則根據(jù)當(dāng)前觸發(fā)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)、及縱坐標(biāo)及所在段內(nèi)相鄰兩點(diǎn)間的幅值增量及時(shí)間增量即可求出該段內(nèi)下一個(gè)觸發(fā)交點(diǎn)的坐標(biāo)和，即下一個(gè)觸發(fā)交點(diǎn)的坐標(biāo)為+，=+。

對(duì)于換流點(diǎn)處的計(jì)算，以B點(diǎn)處為例，如圖2中所示，設(shè)當(dāng)前觸發(fā)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，幅值為，為相電流由負(fù)過(guò)零變正時(shí)所對(duì)應(yīng)的換流角值，則換流點(diǎn)B處幅值，則在點(diǎn)觸發(fā)A相反組晶閘管A-，當(dāng)<且>時(shí)，可以判斷換流點(diǎn)B處于和之間，此時(shí)根據(jù)雙變量控制原理，需要在點(diǎn)后延時(shí)0.5ms，然后觸發(fā)A相正組的晶閘管A+，使電流可以在兩只反并聯(lián)的晶閘管上實(shí)現(xiàn)自然換向。電流換向后，首先要在處觸發(fā)B相的正組晶閘管B+，根據(jù)線性關(guān)系，可得出到處的時(shí)間增量和幅值增量，其中= =，從而可求得電流換向后第一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)點(diǎn)的橫坐標(biāo) +及其縱坐標(biāo)的幅值=+。由于此時(shí)的值已大于換流點(diǎn)處幅值，且電流為正，故應(yīng)按照BC段相應(yīng)的算法依次計(jì)算BC段內(nèi)各觸發(fā)交點(diǎn)的觸發(fā)時(shí)刻及其幅值，如圖2所示，在參考波上升沿BC段內(nèi)，當(dāng)前觸發(fā)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，幅值為，和分別為BC段內(nèi)任意兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間增量和幅值增量，則下一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)的橫坐標(biāo)可表示為，而其相應(yīng)的縱坐標(biāo)可表示為=+。

對(duì)于波峰C、波谷A1處的計(jì)算，以參考波峰值C點(diǎn)為例，如圖2所示，C點(diǎn)幅值為，當(dāng)判斷BC段內(nèi)當(dāng)前觸發(fā)交點(diǎn)的坐標(biāo)幅值<且 >時(shí)，可以判斷波峰C處于和之間。根據(jù)線性關(guān)系可以得出過(guò)峰值后下一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)處的時(shí)間增量及幅值增量，如式（5）和式（6）所示：

（5）

（6）

所以峰值過(guò)后點(diǎn)的觸發(fā)時(shí)刻，也即其橫坐標(biāo)為+，其對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)幅值為=+。由于此時(shí)已過(guò)峰值，故接下來(lái)應(yīng)按照CD段相應(yīng)的算法依次計(jì)算CD段內(nèi)各觸發(fā)點(diǎn)的觸發(fā)時(shí)刻及其幅值。

對(duì)于參考波下降沿CD段、換流點(diǎn)D處、DA1段及波谷A1處觸發(fā)時(shí)刻及幅值的計(jì)算方法分別于與參考波上升沿AB段、換流點(diǎn)B處、BC段及波峰C處觸發(fā)時(shí)刻及幅值的計(jì)算方法類似，由于篇幅有限本文不再詳細(xì)說(shuō)明。由以上分析可知，改善后的在線計(jì)算方法，以觸發(fā)交點(diǎn)縱坐標(biāo)幅值為參考，按點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，大大簡(jiǎn)化了觸發(fā)時(shí)序的在線計(jì)算過(guò)程，使程序調(diào)試方便、簡(jiǎn)單。

4? 頻率間實(shí)時(shí)切換方式

由以上分析可知，本文提出的在線計(jì)算改進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)了交-交變頻觸發(fā)時(shí)刻按點(diǎn)在線計(jì)算的功能，為頻率間實(shí)時(shí)切換方式的實(shí)現(xiàn)提供了有利條件。交-交變頻輸出頻率間的切換，實(shí)際上對(duì)應(yīng)著不同頻率參考電壓波間的切換。實(shí)時(shí)切換方式即在接收到頻率變化命令后，立刻進(jìn)行參考電壓波的變換。為保證變換過(guò)程的平滑過(guò)渡以及變化后變頻器的三相輸出對(duì)稱，實(shí)時(shí)切換方式在實(shí)現(xiàn)頻率變化時(shí)，按照相位相等的條件，從當(dāng)前頻率對(duì)應(yīng)的參考電壓波切換到指定頻率對(duì)應(yīng)的參考電壓波。根據(jù)圖3，頻率切換時(shí)刻出現(xiàn)在參考電壓波上的位置可分成四種情況，分別對(duì)應(yīng)著：切換時(shí)刻出現(xiàn)在AB區(qū)間;切換時(shí)刻出現(xiàn)在BC區(qū)間;切換時(shí)刻出現(xiàn)在CD區(qū)間;切換時(shí)刻出現(xiàn)在DA1區(qū)間。由于交-交變頻器輸出三相的頻率切換規(guī)律完全相同，在這里僅以U相的切換為例進(jìn)行分析。如圖3所示為頻率切換命令? 出現(xiàn)的時(shí)刻在參考電壓波AB區(qū)間時(shí)頻率間切換示意圖。

如圖3所示，對(duì)應(yīng)著頻率為的相參考電壓波，幅值為（0<≤1），點(diǎn)、為和同步波上升沿的交點(diǎn)，頻率切換指令出現(xiàn)的時(shí)刻在圖中的點(diǎn)與點(diǎn)之間。為切換后，頻率對(duì)應(yīng)的相參考電壓波，幅值為（0<≤1），，，點(diǎn)、為和同步波BT、CT上升沿的交點(diǎn)，豎直線L1與和分別交于點(diǎn)與，點(diǎn)在當(dāng)前周期的相位與在當(dāng)前周期的相位相等，頻率切換的響應(yīng)從點(diǎn)后的下一個(gè)觸發(fā)時(shí)刻開(kāi)始。設(shè)當(dāng)前觸發(fā)交點(diǎn)的坐標(biāo)為（，），由于在當(dāng)前周期的相位與在當(dāng)前周期的相位相等，所以可以方便的求得的坐標(biāo)

為（，），由點(diǎn)可求得所在的同步波上升沿的直線解析式（7）;由點(diǎn)可求得所在參考電壓波U2上升沿的直線解析式（8），如下所示：

（7）

（8）

聯(lián)立式（7）、式（8），求得的坐標(biāo)表達(dá)式如下：

（9）

（10）

點(diǎn)與點(diǎn)的時(shí)間間隔 和縱坐標(biāo)間隔，則由點(diǎn)坐標(biāo)很容易求得點(diǎn)坐標(biāo)如式（11）、式（12）所示：

（11）

（12）

此時(shí)點(diǎn)在當(dāng)前周期的相位與在當(dāng)前周期的相位相等，頻率切換的響應(yīng)從點(diǎn)后的下一個(gè)觸發(fā)時(shí)刻開(kāi)始。同理，當(dāng)頻率切換指令出現(xiàn)在BC段、CD段以及DA1段內(nèi)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的計(jì)算過(guò)程與頻率切換指令出現(xiàn)在參考波上升沿AB段內(nèi)時(shí)的計(jì)算過(guò)程類似，由于篇幅有限，在此亦不再詳細(xì)列出。

5? 仿真分析

5.1? 雙饋調(diào)速系統(tǒng)模型搭建

根據(jù)本文提出的在線計(jì)算改進(jìn)算法及頻率實(shí)時(shí)切換方式，結(jié)合雙變量交交變頻原理和雙饋電動(dòng)機(jī)的工作原理，在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下搭建六脈波雙變量交交變頻雙饋電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，并對(duì)雙饋電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程和實(shí)時(shí)連續(xù)變頻調(diào)速過(guò)程進(jìn)行仿真。仿真中所用電機(jī)參數(shù)為：=2.2 Kw，=380 V，=50 Hz，=5.49 Ω，=6.78 Ω，= 6.7 Ω，=0.00069H，=0.0009H，=0.1152H。根據(jù)以上電機(jī)參數(shù)及雙饋電機(jī)的調(diào)速原理，在SIMULINK中搭建雙饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如圖4所示。模型中主要包括電源模塊、電機(jī)模塊、晶閘管模塊、S函數(shù)模塊、檢測(cè)模塊、斷路器模塊等部分組成，六脈波交交變頻器電源模塊POWER有6相互錯(cuò)60度的交流電源組成，變頻電路模塊U、V及W由3相36個(gè)反并聯(lián)晶閘管組成，每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)12個(gè)，在S-FUNC模塊中利用MATLAB中的S函數(shù)對(duì)上述在線化算法進(jìn)行編程，以根據(jù)雙饋調(diào)速系統(tǒng)對(duì)交交變頻器輸出電壓、頻率以及頻率間的實(shí)時(shí)切換命令的要求實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)晶閘管觸發(fā)時(shí)刻的在線計(jì)算，而斷路器模塊主要通過(guò)控制其通斷時(shí)刻，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻電源的切入[6]。

5.2? 雙饋電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程仿真

根據(jù)雙饋電機(jī)的工作原理，采用雙變量六脈波交交變頻器來(lái)設(shè)計(jì)雙饋電機(jī)的啟動(dòng)方案。因?yàn)殡p饋電機(jī)需要定轉(zhuǎn)子雙邊饋電，其起動(dòng)過(guò)程與同步電機(jī)相似，需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段即單邊起動(dòng)和牽入雙饋。當(dāng)電機(jī)單邊起動(dòng)后轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，加入交流勵(lì)磁電流，牽入同步。雙饋電機(jī)常用的啟動(dòng)方案有轉(zhuǎn)子側(cè)變頻起動(dòng)和定子側(cè)降壓?jiǎn)?dòng)。本文采用定子側(cè)降壓?jiǎn)?dòng)方案，定子側(cè)降壓?jiǎn)?dòng)方案是在轉(zhuǎn)子繞組

先接入頻敏變阻器，定子工頻軟啟動(dòng)，電機(jī)在某一合適的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行后，發(fā)出切換控制指令牽入雙饋[7]。

圖5為雙饋電機(jī)在六分頻下啟動(dòng)的轉(zhuǎn)速波形，電機(jī)帶2 N?m負(fù)載。定子電壓為85 V，饋入前電機(jī)轉(zhuǎn)速1320 r/min，在1s時(shí)切入雙饋，同時(shí)通過(guò)斷路器將定子側(cè)電壓幅值提升至工頻311 V，電機(jī)經(jīng)0.1 s短暫震蕩后穩(wěn)定運(yùn)行于1250 r/min，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。從圖中可以看出，雙饋電機(jī)成功切入雙饋后雙饋電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好。

圖6為饋入雙饋后轉(zhuǎn)子側(cè)電壓波形，由圖中波形可以看出采用實(shí)時(shí)在線計(jì)算改進(jìn)算法，可使變頻器輸出波形具有較為理想的對(duì)稱度、余弦度及平衡度，能夠很好的滿足雙饋電機(jī)對(duì)于變頻電源波形質(zhì)量的要求。

5.3? 雙饋電機(jī)連續(xù)變頻調(diào)速過(guò)程仿真

根據(jù)雙饋?zhàn)冾l調(diào)速原理，他控制式異步雙饋電機(jī)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行以后，定子側(cè)電壓幅值、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓幅值和負(fù)載大小對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速均無(wú)影響，轉(zhuǎn)速只與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻電源的頻率有關(guān)，并與變頻電源的頻率呈線性關(guān)系[8]。所以在異步電機(jī)起動(dòng)并成功切入雙饋穩(wěn)定運(yùn)行以后，通過(guò)改變變頻電源的頻率大小就可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

連續(xù)變頻調(diào)速仿真中，采用本文提出的實(shí)時(shí)頻率切換方式，來(lái)進(jìn)行連續(xù)變頻調(diào)速。首先，在6分頻下啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶2 N?m負(fù)載，定子側(cè)電壓85 V。饋入雙饋之后每隔1 s切換一次轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的頻率，使變頻器輸出頻率的分頻數(shù)每隔1 s按6分頻、7分頻，8分頻的順序依次進(jìn)行切換，雙饋電機(jī)連續(xù)變頻調(diào)速仿真實(shí)驗(yàn)波形如圖7所示。

從圖7中可以看出，以6分頻進(jìn)行雙饋啟動(dòng)，在1 s時(shí)成功饋入雙饋，速度穩(wěn)定在1250 r/min，2 s時(shí)由6分頻切換至7分頻，速度升至1295 r/min后穩(wěn)定運(yùn)行，在3 s時(shí)再由7分頻切換至8分頻，速度升至1315 r/min后穩(wěn)定運(yùn)行。由圖可知各頻段切換前后電機(jī)轉(zhuǎn)速變化平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩震蕩較小，從而說(shuō)明在雙饋電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速的過(guò)程中，采用本文提出的頻率間實(shí)時(shí)切換方式，各頻段間的切換較為平滑，頻率切換響應(yīng)也較為迅速。

為更直觀的反映實(shí)時(shí)切換方式下頻率間切換的效果，下面將從U相電壓波形的角度對(duì)切換過(guò)程進(jìn)行分析。如圖8為雙饋電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速過(guò)程中電壓波形的變化情況。首先由圖7（a）中電壓波形可以看出在1 s時(shí)轉(zhuǎn)子側(cè)通入6分頻變頻電源饋入雙饋，然后在2 s和3 s時(shí)，分別進(jìn)行6分頻至7分頻以及7分頻至8分頻的切換，看以看出2 s和3 s兩側(cè)，電壓波形的頻率明顯發(fā)生變化，且沒(méi)有明顯的波動(dòng)或是震蕩，圖8（b）和圖8（c）分別對(duì)頻率切換時(shí)刻進(jìn)行放大，由放大后的電壓波形圖可知，無(wú)論是6分頻向7分頻過(guò)渡或是7分頻向8分頻過(guò)渡，不同頻段間均可以實(shí)現(xiàn)平滑切換，過(guò)渡過(guò)程幾乎沒(méi)有震蕩，且在接到頻率變化指令的下一刻即能按照新頻率的觸發(fā)時(shí)序?qū)чl管進(jìn)行觸發(fā)，頻率響應(yīng)的實(shí)時(shí)性較高，能夠較好的滿足雙饋調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于調(diào)速性能的要求。

6? 結(jié)論

本文提出了一種余弦交截法在線計(jì)算觸發(fā)時(shí)刻的改進(jìn)算法，使觸發(fā)交點(diǎn)可以在線按點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，基于此，本文著重論述了頻率間實(shí)時(shí)切換方式下的連續(xù)變頻策略，并通過(guò)搭建雙饋調(diào)速系統(tǒng)模型對(duì)改進(jìn)的在線化算法及實(shí)時(shí)連續(xù)變頻策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，改進(jìn)后的在線化算法能夠滿足雙饋電機(jī)對(duì)于交交變頻器輸出波形對(duì)稱度、余弦度及平衡度的要求，且實(shí)時(shí)變頻策略能實(shí)夠現(xiàn)不同頻率間實(shí)時(shí)切換的平滑過(guò)渡，并能夠滿足雙饋電機(jī)對(duì)于連續(xù)變頻調(diào)速性能的要求，可為雙饋電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)變頻調(diào)速提供一定的參考價(jià)值。

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