交2交变频传动是一种在大功率，低速范围内广泛采用的交流调速方案。数字化是当代传动技术的发展趋势，从八十年代末，各大公司都在开发数字式交2交变频装置。目前国内外对交2交变频装置研究文献和仿真模型很多，但多为模拟式模型，采用余弦交截法控制触发脉冲，且电流过零过程处理得不够细致。本文以Siemens公司的产品为依据，采用同步锯齿波控制方式，用WINOOWs平台下的MATLAB软件建立了数字式交2交变频器的仿真模型，并对变频器的输入输出特性进行了分析。
2交2交变频器的数字模型
三相交2交变频器实质上是三套三相桥式反并联的可逆整流装置，三相六脉冲交2交变频器中的一相电路。其中交2交变频器工作于无环流方式，并且假定各晶闸管均为理想元件，其通态电阻为零，断态电阻为无穷大。
正反两组晶闸管可公用一组脉冲信号，所不同的是两组不能同时导通，要用正反组工作信号来控制晶闸管开关状态。
若分别用开关矩阵Sup，Sbot表示上下桥臂各管的开通状态，用矩阵Z表示正反组工作状态，可见交2交变频器控制或模型仿真的关键是控制脉冲，即控制晶闸管的开关状态，下面以单相为例说明数字式交2交变频器的工作原理。
3数字式触发脉冲的计算
对于交2交电压型变频器触发脉冲的控制方法很多，比较常用的是余弦交截法触发方式。余弦交截法原理简单，但输出能力低，而同步锯齿波法触发方式移相特性是非线性的，变频器输出波形为/准梯形波0，但恰恰可以利用这一特性来实现交流偏置，提高输出能力。
4电流过零过程
电流过零过程交2交变频器模型的关键组成部分，包括无环流换向逻辑和输出逻辑。变频器换向与否由给定电流和实际电流决定的，它产生正反组工作信号Z1，2，最终用于控制正反组晶闸管导通状态。
变频器输出逻辑是一种虚拟逻辑，在仿真模型中，模拟变频器的输出电压，电流与反电势的关系如图3所示。在实际变频装置中电流存在单通性，这就要求在仿真中每一步先用公式计算一次电流作为估计值，若满足输出逻辑，则作为变频器的输出电流；否则，不输出。另外在电流为零时，变频器输出电压应该等于反电势。只有这样才能很好的模拟变频器的工作原理，得到电流断续和换向死区特性。
5仿真模型的实现
采用简化了的无环流电流控制电路，完成系统仿真，并验证交交变频器模型的正确性。
用MATLAB进行系统仿真，传统的做法是：在Simulink环境下，用其基本模块连接组合，建立系统模型。由于交2交变频器是一个高度非线性系统，换相逻辑及过零过程比较复杂，反馈量较多，若采用传统做法，势必造成系统庞大，仿真速度慢，精度不高，因而本文交2交变频器模型用MATLAB函数编写，克服了以上缺点，其核心为三相数字触发脉冲计算函数和变频器输出函数。另外对于数字控制，有离散的特点，为保证仿真连续运行，函数中的晶闸管开关状态，导通时间，正反组工作信号以及一些重要状态信息均采用全局变量。
6交2交变频器输入输出特性
为了分析交2交变频器的输入输出特性，本文用此模型做了大量的数据，并进行了频谱分析，作为一个实际交2交变频器传动系统，起主要作用的是其基波成分，在不同频率和控制电压下所做的25组数据经频谱分析后，其中考虑了小电流，电流完全断续，大控制电压，移相角限制等各种情况。
由于在不同频率下比较相位差无意义，故将其转换为时间差，其单位为ms.可以看出，在不同情况下，交2交变频器的输入输出基波比值基本为一恒定值，此值与电源电压和同步锯齿波幅值有关，相位滞后一拍左右，也就是平均3.3ms，这可以认为是离散算法造成的。由于控制电压基本是按正弦变化的，可以在Ak-1时刻，根据Uc（k-1）的值，按正弦规律估计Uck的值，以获得一定的时间补偿，减小滞后，这在实际系统中是可以实现的。
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