基于幅相控制的變頻器能量回饋控制系統(tǒng)張承慧李珂杜春水崔納新（山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濟(jì)南250061）基于幅相控制的SPWM能量回饋控制系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)Bang-Bang控制存在的控制精度低的缺陷，實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)正弦波電流回饋和對(duì)回饋電流精確控制，使變頻器可四象限運(yùn)行。首先給出了主電路、控制電路的設(shè)計(jì)思路，然后從回饋電流諧波分析入手推導(dǎo)了能量回饋系統(tǒng)扼流電抗器的電感量的設(shè)計(jì)公式。電壓矢量圖可知，在電網(wǎng)電壓Ea和La、Ra?定的情況下，只要調(diào)節(jié)Ua的幅值和相位，就能控制Ia的幅值和相位，從而達(dá)到了控制回饋電流大小和回饋功率因數(shù)的目的。然而，Ua的幅值和相位存在耦合關(guān)系，這在單位功率因數(shù)情況下的電壓矢量圖中表現(xiàn)得尤為明顯，需要通過計(jì)算得到所需的控制量。

　　為討論方便，只分析單位功率因數(shù)回饋情況下各變量間的關(guān)系由和開關(guān)頻率的增大，電感量取值變小。從成本、體積和回饋電流質(zhì)量等多方面綜合考慮，上的下限對(duì)于電感量的選取更有意義，可根據(jù)下限及一定的裕量選定電抗器的電感值。

　　6電路得到方波。同步信號(hào)如a所示，方波上升沿與交流周期過零點(diǎn)同步。

　　b為回饋電流和電網(wǎng)電壓波形，CH1為電網(wǎng)電壓波形，取自同步變壓器二次側(cè)，CH2為回饋電流波形?？梢钥吹?，電壓電流波形反相，實(shí)測(cè)功率因數(shù)絕對(duì)值0.98.如，同步變壓器二次側(cè)取得的電壓波形較差，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室電網(wǎng)質(zhì)量較差，并非回饋所致（回饋和不回饋情況下，電網(wǎng)電壓畸變率都在6.5%）。回饋電流近似于正弦波，利用FLUKE-41B多功能諧波分析儀測(cè)得總諧波畸變率7結(jié)論本文通過分析有源逆變交、直流側(cè)各個(gè)變量靜態(tài)關(guān)系，設(shè)計(jì)了一種基于幅相控制原理的變頻器能量回饋控制系統(tǒng)，它克服了傳統(tǒng)Bang-Bang能量回饋控制裝置存在的回饋電流精度低和質(zhì)量差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)正弦波電流回饋。文中給出了能量回饋關(guān)鍵器件扼流電抗器的選取原則和電感值設(shè)計(jì)公式。實(shí)驗(yàn)表明整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，扼流電抗器參數(shù)設(shè)計(jì)正確。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，控制靈活，功能強(qiáng)大，有效的限制了泵升電壓，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗和精密制動(dòng)，使其可廣泛應(yīng)用于高速電梯、礦用提升機(jī)、大型龍門刨等需要四象限運(yùn)行的系統(tǒng)中。

　　能量回饋裝置運(yùn)行安全可靠，可作為通用變頻器相對(duì)獨(dú)立的附件，代替價(jià)格昂貴的國外同類產(chǎn)品。