Vol.27 No.2 解仑等：工频同步电机传动系统主回路及其电流调节算法 ·255· 磁通从零增加到√/3中/2所需时间为1/300s,由此 时，实现晶闸管正、反组桥之间的可靠关断和导 可以计算出整流变压器的总储能为： 通.电流断续补偿器（①B):对于相同的触发器控 形-2id=3匹= (2) 制电压，要使得电流连续与电流断续时六脉波循 2w200π 通过比较式(1)和式(2)可以看出所得到的结 环变流器主回路输出相电压相同，就要在电流断 果是一致的.当总储存磁能在切断电源时为电容 续时，根据其不同的具体情况进行补偿，触发控 器所吸收时，则电容器储能为： 制器：考虑到六脉波循环变流器电流断续时的非 =Cg-2E9=取. 3) 线性情况，采用锯齿波函数发生器，利用与电网 电压同频率的锯齿波函数同给定电压相比较，在 当为三相整流变压器时： 交点处为触发时刻，则触发角与正弦输出相对 队=号cg-2B网城 (4) 应.应用交流偏置技术，就可以抵消掉其中的三 其中，为可能的最大储能时电压峰值，令V= 次谐波，使循环变流器输出电流有效值提高 K√2E,可以得到三相时吸收电容的计算公式： 15%.同时由于触发角大部分时间内多工作在移 PVA C=200K兰元E*104F () 相角比较小的区域，其输入功率因数就比较高， 非常有益于电网的运行.相电流控制器：由于六 2电流环控制算法 脉波循环变流器的输出电流随时间正弦变化，电 流调节始终处于动态（总存在跟踪误差），相电流 工频同步电机传动系统主回路采用三相六 控制器仅负责动态调节（为比例调节器），而静态 脉波循环变流器，其电流控制算法的结构如图2， 调节则采用积分控制.电压前馈：为了减小相电 由图2可以看出，三相六脉波循环变流器的 流控制器的负担，使其不产生输出电压的任务， 电流环控制算法主要包括：无环流逻辑切换单元 仅起动态校正误差的作用，并计算出在同步旋转 (WIJ),电流断续补偿器DB),触发控制器(CF), 坐标系下的电压给定值，经旋转变化以后变换为 电压前馈单元(DYQK),相电流控制器(X江T).其 交流量与相电流调节器输出综合作为相控触发 中无环流逻辑切换单元WLJ):通过两级时间延 器的控制电压， WLD 380V FX 全判断检测信号 逻辑 WLG 判断 电流 WLD ⊕ DB 图2相电流环控制算法框图 Fig.2 Current control algorithm of a certain phase 3实验结果及分析 速度突加负载时，由工频侧定子提供激磁，为了 达到放出力矩电流以及减小激磁电流的目的，电 本文所研究的工频同步电机样机，定子电压 压幅值减小，相位与电流矢量相反，工频侧定子 380V,定子电流9.2A:转子电压220V,转子电流 磁链降低约61%”.在亚同步速度突加负载时，从 10.2A,额定转速m。=500rmin,在同步速度(500/ 上面的波形曲线可以看出，电流超调大约36%. min)时突加负载，以及亚同步速度(400rmin)时 此时为了放出力矩电流以及减小激磁电流，变频 突加负载A相电流实际值与电压给定值的波形， 侧定子电压幅值应当增大，相位与电流矢量相 由图3和图4中波形曲线可以看出，在同步 同.其动态速降小于33r,恢复时间小于680s,心 一 解仑 等 工 频 同 步 电机 传 动 系统 主 回 路 及 其 电流 调 节算法 一 磁 通 从 零 增 加 到 孙 所 需 时 间为 ， 由此 可 以计 算 出整 流 变 压 器 的总储 能 为 。 ， 。 瑞 」 乙 班 二 · 二 二岑土生 公女弃 、 ‘ ” ’ ’ 兀 、 一 通 过 比较 式 和 式 可 以看 出所 得 到 的 结 果是 一致 的 当总储存磁 能在 切 断 电源 时为 电容 器 所 吸 收 时 ， 则 电容器 储 能 为 、 一 合 嵘 一 ，一 礁 夔流 变 压 器 时 、 一 合 二 一 卜 赢 其 中 ， 。 为 可 能 的最 大 储 能 时 电压 峰值 ， 令 珠 犬丫乏万 ， 可 以得 到三 相 时 吸 收 电容 的计 算 公 式 。 八 、 ， 二 一 夏下 万下 不二犷一 二厂厂 井万 入 几 乙 气 一 兀乙 电流环 控 制 算 法 工 频 同 步 电机 传 动 系 统 主 回路 采 用 三 相 六 脉波循 环 变 流器 ， 其 电流控 制 算法 的结构如 图 由图 可 以看 出 ， 三 相 六 脉 波 循 环 变流 器 的 电流 环控 制 算法 主要 包 括 无环 流逻辑切 换 单 元 ， 电流 断续补 偿 器 ， 触 发 控 制器 ， 电压 前 馈 单 元 ， 相 电流 控 制 器 其 中无 环 流 逻 辑 切 换 单元 通过 两 级 时 间延 时 ， 实现 晶 闸管 正 、 反 组 桥之 间 的可 靠 关 断和 导 通 ， 电流 断 续 补 偿 器 对 于 相 同 的触 发 器 控 制 电压 ， 要使得 电流连 续与 电流 断续 时六 脉波 循 环 变流器 主 回路 输 出相 电压 相 同 ， 就 要 在 电流 断 续 时 ， 根 据 其 不 同 的具 体 情 况进 行 补 偿 触 发 控 制器 考 虑 到六脉 波 循 环 变 流 器 电流 断续 时 的非 线 性情 况 ， 采用 锯 齿 波 函 数 发 生器 ， 利 用 与 电网 电压 同频 率 的锯 齿 波 函数 同给 定 电压 相 比较 ， 在 交 点 处 为触 发 时刻 ， 则 触 发 角 与 正 弦 输 出相 对 应 应 用 交 流 偏 置 技 术 ， 就 可 以抵 消 掉其 中的三 次 谐 波 ， 使 循 环 变 流 器 输 出 电 流 有 效 值 提 高 同 时 由于 触 发 角大 部分 时 间 内多 工 作 在 移 相 角 比 较 小 的 区 域 ， 其 输 入 功 率 因数 就 比 较 高 ， 非 常 有 益 于 电 网 的运 行 相 电流 控 制器 由于六 脉 波循 环 变流器 的输 出 电流 随 时 间正 弦变 化 ， 电 流 调 节 始 终 处 于 动 态 总 存 在跟 踪 误 差 ， 相 电流 控 制 器 仅 负 责动 态 调 节 为 比例 调 节器 ， 而 静态 调 节 则 采 用 积 分 控 制 电压 前 馈 为 了减 小相 电 流控 制 器 的 负担 ， 使其 不 产 生 输 出 电压 的任 务 ， 仅起 动 态校 正 误 差 的作用 ， 并计 算 出在 同步旋 转 坐 标系 下 的 电压 给 定值 ， 经旋 转变化 以后变换 为 交 流 量 与 相 电流 调 节 器 输 出综 合 作 为 相 控 触 发 器 的控 制 电压 全判断检测信号 一 水十 匕二 一 匕 汁川 注珠 一 几座 卜 图 相 电流环控 制算 法 框 图 实验 结 果 及 分 析 本 文 所 研 究 的工频 同步 电机样 机 ， 定子 电压 ， 定子 电流 转 子 电压 ， 转 子 电流 ， 额 定转速 。 ， 在 同步 速 度 时突 加 负载 ， 以及 亚 同步速 度 八 时 突 加 负载 相 电流 实 际值 与 电压给 定值 的波 形 由图 和 图 中波 形 曲线 可 以看 出 ， 在 同步 速度 突 加 负载 时 ， 由工 频 侧 定 子提 供激 磁 ， 为 了 达 到放 出力矩 电流 以及 减 小激磁 电流 的 目的 ， 电 压 幅值 减 小 ， 相位 与 电流 矢 量相 反 ， 工 频 侧 定 子 磁链 降低 约 在 亚 同步速度 突加 负载 时 ， 从 上 面 的波 形 曲线 可 以看 出 ， 电流 超 调 大 约 此 时为 了 放 出力矩 电流 以及 减 小激 磁 电流 ， 变频 侧 定 子 电压 幅值 应 当增 大 ， 相 位 与 电流 矢 量 相 同 其 动 态 速 降小 于 ， 恢 复 时 间小 于