基于幅相控制的变频器能量回馈控制系统张承慧李珂杜春水崔纳新（山东大学控制科学与工程学院济南250061）基于幅相控制的SPWM能量回馈控制系统，克服了传统Bang-Bang控制存在的控制精度低的缺陷，实现了单位功率因数正弦波电流回馈和对回馈电流精确控制，使变频器可四象限运行。首先给出了主电路、控制电路的设计思路，然后从回馈电流谐波分析入手推导了能量回馈系统扼流电抗器的电感量的设计公式。电压矢量图可知，在电网电压Ea和La、Ra―定的情况下，只要调节Ua的幅值和相位，就能控制Ia的幅值和相位，从而达到了控制回馈电流大小和回馈功率因数的目的。然而，Ua的幅值和相位存在耦合关系，这在单位功率因数情况下的电压矢量图中表现得尤为明显，需要通过计算得到所需的控制量。
为讨论方便，只分析单位功率因数回馈情况下各变量间的关系由和开关频率的增大，电感量取值变小。从成本、体积和回馈电流质量等多方面综合考虑，上的下限对于电感量的选取更有意义，可根据下限及一定的裕量选定电抗器的电感值。
6电路得到方波。同步信号如a所示，方波上升沿与交流周期过零点同步。
b为回馈电流和电网电压波形，CH1为电网电压波形，取自同步变压器二次侧，CH2为回馈电流波形。可以看到，电压电流波形反相，实测功率因数绝对值0.98.如，同步变压器二次侧取得的电压波形较差，是因为实验室电网质量较差，并非回馈所致（回馈和不回馈情况下，电网电压畸变率都在6.5%）。回馈电流近似于正弦波，利用FLUKE-41B多功能谐波分析仪测得总谐波畸变率7结论本文通过分析有源逆变交、直流侧各个变量静态关系，设计了一种基于幅相控制原理的变频器能量回馈控制系统，它克服了传统Bang-Bang能量回馈控制装置存在的回馈电流精度低和质量差的缺点，实现了单位功率因数正弦波电流回馈。文中给出了能量回馈关键器件扼流电抗器的选取原则和电感值设计公式。实验表明整个系统设计合理，扼流电抗器参数设计正确。系统操作简单，控制灵活，功能强大，有效的限制了泵升电压，实现了节能降耗和精密制动，使其可广泛应用于高速电梯、矿用提升机、大型龙门刨等需要四象限运行的系统中。
能量回馈装置运行安全可靠，可作为通用变频器相对独立的附件，代替价格昂贵的国外同类产品。
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