交交变频仿真电路
交交变频调速系统控制方法的仿真研究
图 1 2.5 分 频双变 量余 弦交截 法输出 波形图
图 1 给出了全压分频的触发时刻的选择，可以
看出 触发时 刻间 隔相 同， 这是 通过优 化的 余弦 交截
法来选择的触发点，2.5 分频时理论波形的对称度和
正弦 度都较 理想 ，每 个输 出周 期循环 对称 ，第 三个
输出周期就变为 b 相正组，与第一个周期循环。因
Key words：six-pluse；ac-ac converter；s tep；the average cycle law；Simulink
1 引言
交- 交变 频调速系 统大多 采用大 容量可控 硅作为 功率元件 ，被广泛 应用在煤矿 提升机、轧钢机、电气 牵引、起重等 领域。本文采用 自然无环流 控制方式的 六脉波零 式交交变频 器，可以简化 系统、降低 成本， 在控制上 又省去了零 电流测量环节 ，直接 用触发脉冲 去控 制输 出电压 和电 流的 波形 ，这样 既节 省控 制设 备，又能提高 输出波形的 正弦度和对 称度，这为实现 连续平稳 调速提供可 能性，对 六脉波双变量 交交变频 调速应用 到工业 领域有一 定的实际 意义。
关键词 ：六脉 波； 交交 变频 ；级差 ；平 均周 期法 ；仿真ac Conver ter Speed Adjustment System
Shi Xiuguang Du Qingnan （School of Electrical Engineering, He’nan Polytechnic University, Jiaozuo, He’nan 454000）
r
0
输出 频率， n为一 个周期 内包 含的电 源波头 数。
2.2 平均周期法
双变 量六脉 波交 交变 频器 的输出 频率 里除 了整
实验报告-电力电子仿真实验
电力电子仿真实验实验报告院系：电气与电子工程学院班级：电气1309班学号： 17学生姓名：王睿哲指导教师：姚蜀军成绩：日期：2017年 1月2日目录实验一晶闸管仿真实验........................................ 错误!未定义书签。
实验二三相桥式全控整流电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验三电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验..................... 错误!未定义书签。
实验四单相交-直-交变频电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验五 VSC轻型直流输电系统仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验一晶闸管仿真实验实验目的掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。
理解晶闸管的特性。
实验设备：MATLAB/Simulink/PSB实验原理晶闸管测试电路如图1-1所示。
u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT 为晶闸管阳极与阴极间电压。
图1-1 晶闸管测试电路实验内容启动Matlab，建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。
图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、1-4、1-5所示。
图1-3 交流电压源模块参数图1-4 晶闸管模块参数图1-5 脉冲发生器模块参数固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V，周期与电源电压一致，为（即频率为50Hz），脉冲宽度为2（即º），初始相位（即控制角）设置为（即45º）。
串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如表1-1所示。
表1-1 RLC分支模块的参数设置元件串联RLC分支并联RLC分支类别电阻数值电感数值电容数值电阻数值电感数值电容数值单个电阻R0inf R inf0单个电感0L inf inf L0单个电容00C inf inf C 在本系统模型中，双击Series RLC Branch模块，设置参数如图1-6所示。
单相交交变频电路MATLAB仿真
学生实验报告
（理工类）
课程名称：电力电子技术专业班级：
学生学号：学生姓名：
所属院部：指导教师：
20 ——20 学年第学期
金陵科技学院教务处制
13动动手：单相交交变频电路MATLAB仿真
一、目的：1、学会使用MATLAB软件进行单相交交变频电路模型的搭建和仿真。
2、通过对单相交交变频电路的仿真掌握该电路的波形，明确工作原理。
二、内容：单相交交变频电路仿真
三、步骤：
1、用SIMULINK搭建单相交交变频主电路，正组和反组整流桥采用三相桥式整流电路。
2、对触发电路的六路双窄脉冲进行封装。
3、构建正反组桥切换电路。
4、用余弦交点法搭建正反组桥的控制角控制电路。
5、搭建期望输出的电压、电流仿真电路。
观察输出的电压、电流波形。
电压
电流
四、思考：1、三相交交变频电路怎么搭建？
2、对单相交交变频电路怎么加入直流偏置和交流偏置。
用powergui 观察谐波。
加直流偏置
谐波分析。
单相交直交变频系统逆变电路仿真
单相交直交变频系统逆变电路仿真作者：费铨豪张伟玉来源：《科技创新与应用》2019年第23期摘; 要：文章提出一种以IRF840为核心的单相交直交变频系统逆变电路仿真模型，并对该电路频率性能进行了仿真。
仿真结果表明：正弦波频率小于三角波频率时，输出电压频率与正弦波相关;在正弦波频率大于三角波频率时，输出电压频率不为正弦波，且与三角波相关。
关键词：交直交变频;逆变;仿真中图分类号：TM13; ; ; ; ;文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2019）23-0057-02Abstract： In this paper， a simulation model of inverter circuit for single-phase AC-DC-AC frequency conversion system based on IRF840 is proposed， and the frequency performance of the circuit is simulated. The simulation results show that when the sine wave frequency is less than the triangle wave frequency， the output voltage frequency is correlated with the sine wave， and when the sine wave frequency is greater than the triangle wave frequency， the output voltage frequency is not sine and correlated with the triangle wave.Keywords： AC-DC-AC frequency conversion; inverter; simulation引言近年来，围绕着电力电子技术学科的相关领域的不断探索与研究，交直交变频器的运用也变得更加广泛。
三相交交变频电路设计与仿真
三相交交变频电路设计与仿真三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。
在电力系统中，电能的供给和需求常常是不匹配的，因此需要通过变频电路来实现电能的调节和控制。
本文将详细介绍三相交交变频电路的设计原理、电路结构和仿真分析。
首先，三相交交变频电路的设计原理是利用可控电子元件对三相交流电进行调节和控制，从而改变其频率和电压。
常见的可控电子元件有晶闸管、可控硅和IGBT等。
这些元件能够根据外部信号实现开关控制，从而实现对电流和电压的调节。
三相交交变频电路的电路结构主要包括整流桥、滤波电路、逆变桥和控制电路。
首先，整流桥将三相交流电转换为直流电，并经过滤波电路进行滤波处理，以去除电流中的高频脉冲成分。
接下来，逆变桥将滤波后的直流电转换为可变频率的交流电。
控制电路主要用于实现对逆变桥的开关控制。
常见的控制方法有脉宽调制（PWM）控制和电压调制控制。
脉宽调制控制通过改变逆变桥的开关时间来控制输出电压的大小。
而电压调制控制则通过改变逆变桥的开关角来控制输出电压的幅值。
为了验证三相交交变频电路的性能和稳定性，需要进行仿真分析。
在仿真过程中，可以使用软件如PSIM、Matlab/Simulink等来实现电路的建模和仿真。
首先，通过建立电路的数学模型，确定各个元件的参数和开关控制策略。
然后，仿真软件将根据模型和控制策略进行仿真计算，得到电路的输出电压、电流波形等参数。
通过分析这些仿真结果，可以评估电路的性能和优化设计。
总结起来，三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。
它通过控制和调节电流和电压，实现对电能的调节和控制。
设计和仿真分析是验证电路性能和稳定性的重要步骤。
只有深入了解电路的原理和结构，并进行充分的仿真分析，才能设计出高性能的三相交交变频电路。
6.2 交—交变频电路
6.2 交—交变频电路交—交变频电路是一种可直接将某固定频率交流交换成可调频率交流的频率变换电路，无需中间直流环节。
与交—直—交间接变频相比，提高了系统变换效率。
又由于整个变频电路直接与电网相连接，各晶闸管元件上承受的是交流电压，故可采用电网电压自然换流，无需强迫换流装置，简化了变频器主电路结构，提高了换流能力。
交—交变频电路广泛应用于大功率低转速的交流电动机调速转动，交流励磁变速恒频发电机的励磁电源等。
实际使用的交—交变频器多为三相输入—三相输出电路，但其基础是三相输入—单相输出电路，因此本节首先介绍单相输出电路的工作原理、触发控制、四象限运行特性，输入、输出特性等；然后介绍三相输出电路结构、输入、输出特性及其改善措施；最后对于一种新型的绿色变频电路——矩阵式交—交变换器作出介绍，使读者了解交—交变频技术的最新发展动向。
6.2.1 三相输入—单相输出交—交变频电路1.基本工作原理三相输入—单相输出交—交变频器原理如图6-13所示，它是由两组反并联的三相晶闸管可控整流桥和单相负载组成。
其中图（a）接入了足够大的输入滤波电感，输入电流近似矩形波，称电流型电路；图（b）则为电压型电路，其输出电压可为矩形波、亦可通过控制成为正弦波。
图（c）为图（b）电路输出的矩形波电压，用以说明交—交变频电路的工作原理。
当正组变流器工作在整流状态时、反组封锁，以实现无环流控制，负载Z上电压为上（+）、下（-）；反之当反组变流器处于整流状态而正组封锁时，负载电压为上（-）、下（+），负载电压交变。
若以一定频率控制正、反两组变流器交替工作（切换），则向负载输出交流电压的频率就等于两组变流器的切换频率，而输出电压大小则决定于晶闸管的触发角。
图6-13 三相输入—单相输出交—交变频器原理图交—交变频电路根据输出电压波形不同可分为方波型和正弦波型。
方波型控制简单，正、反两桥工作时维持晶闸管触发角恒定不变，但其输出波形不好，低次谐波大，用于电动机调速传动时会增大电机损耗，降低运行效率，特别增大转矩脉动，很少采用。
三相交交变频电路设计与仿真
安徽科技学院电气与电子工程学院课程教学实习（设计）总结实习内容：三相AC-AC变频器的仿真设计实习地点：力行楼5楼电力电子实验室实习时间：2015 学年第1 学期第15专业：电气工程及其自动化班级：1332015年12月11日组员姓名学号承担的主要工作成绩*** ***单相和三相变频主电路的建模设计及封装，撰写论文*** ***逻辑无环流控制器（DLC）的建模设计及封装*** *** 同步电源及六脉冲触发电路建模设计*** *** 查阅资料和相关参数的设置及调整《电力电子技术》课程设计任务书一、设计目的1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；3、初步掌握电力电子电路的设计方法。
二、设计题目和内容（一）设计题目《三相AC-AC变频器的仿真设计》（二）设计内容要求：1、利用MATLAB仿真设计三相交-交变频器仿真模型；2、对单相交-交变频电路子系统进行建模与封装；3、将三个单相交-交变频组合设计成三相交-交变频器；4、给出输出频率f=10Hz、25HZ时的仿真波形。
三、设计报告撰写要求1．设计任务书2．设计方案3．主电路图4．驱动电路和保护电路图5．电路参数计算及元器件选择清单6．主电路和驱动电路工作原理分析7．主要节点电压和电流波形8．参考文献四、考核方式1、课程设计任务书中的内容；2、写出课程设计报告；3、指导教师检查设计电路的完成情况；4、验收时由指导教师指定1名学生叙述设计内容、自己所做的工作，实事求事地回答指导教师提出的问题。
根据以上四项内容和学生在课程设计过程中的工作态度按五级记分制（优、良、中、及格、不及格）给出成绩。
指导教师：***摘要：本文首先以三相输入单相输出的交交变频电路为例介绍了交交变频电路的工作原理，接着以余弦交点法为例详细分析了交交变频电路的触发控制方法。
最后利用MATLAB 仿真设计了三相交-交变频器仿真模型，其中包括对单相交-交变频电路子系统进行建模与封装、将三个单相交-交变频组合设计成三相交-交变频器、给出输出频率f=10Hz、25HZ 时的仿真波形。
交交变频电路
March 30, 2023
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交交变频
第五节 电流型交－交变频电路
• 电流型－－输出交变电流 • 单相输入，三相输出 • 由两个电流型逆变器
反并联构成。 • f0 / fi < 1 / 3 时，晶闸
管可实现自然换流， 不需逼迫换流电路。
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• 要点：
– 交－交变频电路（周波变流器）旳原理及电 路。
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交交变频
第四节 三相交－交变频器
• 三相输入、三相输出－－应用普遍 • 常用零式及桥式交－交变频器比较：
元件 整流 脉波 输出 谐波 功率 个数 形式 数 电压 含量 等级 零式－－18支 半波 少 低 较高 中档 桥式－－36支 全波 多 高 较低 大
• 正、负组间留有死区，以使晶闸管可靠关断。
March 30, 2023
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交交变频
March 30, 2023
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• 输出频率 谐振频率
交交变频
• 控制措施：
在每一种电流脉冲开始之前：
– 根据所需电流方向决定触发正组或负组
– 根据所需电流大小在三个输入电压中选择， 并触发相应旳晶闸管。
– 电压选择原则：
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• 交－交变频器旳缺陷：
交交变频
– 晶闸管元件数量多，成本高，控制复杂。
– 最高输出频率受限制， f0 / fi < 1 / 3 。 – 输入侧功率因数低，当输出电压较低时，功
率因数更低。
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第二节 倍频电路
一、三倍增频器 • 电阻负载，电压过零
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4、交-交变频电路的仿真研究[6]
根据以上原理，采用Matlab7.1中的Simulink6.0环境，设计出交交变频电路的仿真模型如图6所示。
图6 交交变频电路的仿真模型
模型中两组三相桥VF、VR作反并连接，两个触发电路的同步信号来自同步变压器T，同步变压器采用Y-Y0连接，模型中用多路测量模块检测变压器的T的相电压。
模型中的两组三相桥采用逻辑无环流控制方式，逻辑控制器DLC的输出信号分别连接触发器的Block端，控制两个触发器分时工作。
本模型中Ur*的幅值最大取1，对于晶闸管交交变频电路其输出频率一般控制在0～1/2工频之间。
如果取Ur*的值为1/3工频，幅值为1时的仿真结果如图7所示。
图7 交交变频器仿真波形
图中ur为输出电压波形，io为输出电流波形，ur为输出电压波形的基波分量。
从图中可以看出，交交变频电路的输出电压是由三相电源电压的各个片断组成的，含有谐波分量。
对于感性负载电流滞后于电压。