双变量控制理论的研究与探讨

　　相控理论的关键问题之一是换流规律，由于单变量控制理论只考虑晶闸管的导通时刻，而没有考虑晶闸管导通以后的各种规律和可控性问题，完全由下一次角控制信号来适应负载和外部可能出现的各种情况，因此，环流现象没有得到实质性的解决，不可避免地需要使用过零检测和逻辑闭锁装置。

　　双变量（+b）控制理论是在单变量（角）理论的基础上发展得来的，它包括了单变量理论的内容，同时为相控电路提供了更广泛，更灵活的控制方法，使环流现象得到实质性的解决，换流的控制死区降到了零，实现了自然无环流。当然，双变量控制理论并不只是单纯解决环流问题，它为输出波形对称度和正弦度的改善，实现无检测，无闭锁，无死区，无环流的全开环交交变频，以及交交变频调速的全范围控制等方面提供了可能和有力的理论基础。

　　1双变量控制理论

　　双变量控制理论在角控制原理基础上，加上了对触发脉冲宽度b的控制，即对触发脉冲的后沿进行控制，它是双变量控制理论的关键。脉冲宽度b有两个作用：闭锁可能出现的各种环流条件；引导电流的换向。变量b需要根据双变量控制的基本原则来确定，它与负载的大小和性质，输出频率，角以及电源的瞬时值等因素有关，它应该是从实际电流的换流范围以及保证实现自然换流的条件得到的

　　。

　　三相输入，三相输出的通用变频器输入，输出关系式为：VO（t）=H（t）VI（t）。其中，VO（t）为输出电压矢量；VI（t）为输入电压矢量；H（t）为存在矩阵；hpq（t）为存在函数。

　　交交变频器的基本工作原理是从输入电压中选择一些片段来拼接成具有所需基波分量的输出电压波形。根据此原理，存在函数在任一特定时间下的幅值可能为1或0.具体而言，hpq（t）为第q相输入电压！接通到第p相输出时对应开关！接通情况的矩形脉冲序列。为了表达式的简单和规范，特作如下规定：平均输出电压为0时对应的存在函数hpq0（t）为基本存在函数，实际存在函数hpq（t）是基本存在函数。

　　在双变量控制理论中，调制函数决定存在函数脉冲序列的前沿，也就是触发脉冲的前沿，其确定方法与单变量理论相同。导通函数决定了调制函数脉冲序列的后沿，它仅决定脉冲序列的后沿，而不是触发脉冲的后沿。为此，再引入一个新函数，即触发脉冲宽度函数b（t），且N（t）%b（t）。所谓双变量控制理论，实质上是M（t）和b（t）的双变量控制理论。

　　2交交变频器的自然无环流控制方法

　　双变量控制理论的基本原则：当电流为正时（电源到电机），将要导通的晶闸管电压（电源相电压）必须高于将要关断的晶闸管电压；当电流值为负时，将要导通的晶闸管电压必须低于将要关断的晶闸管电压；当电流为零，触发时刻和晶闸管不受限制；在电流需要反向的区间内，控制触发脉冲使其持续到电流反向完成为止，且电流反向在一个双向晶闸管（或两个反并联晶闸管）上进行，保证在换流过程中实现自然无环流；在电流不需要反向的区间，控制触发脉冲，使其在电压过零之前消失，这样在电流过零时晶闸管就会自然关断。

　　双变量控制理论角的确定方法与单变量控制理论相同，可以采用余弦交截法来确定，即正组晶闸管的触发时刻一律取其基准波与同步余弦的下降沿的交点，且将要导通的晶闸管的电压都比将要关断的晶闸管电压高；而负组晶闸管的触发时刻一律取基准波与同步余弦波的上升沿的交点，且将要导通的晶闸管的电压都比将要关断的晶闸管电压低。另外，使基准波的峰值与一相同步余弦波的峰值相交，这样，将有利于提高输出波形的对称性。这种控制方法保证了负载功率因数在0~1之间变化时不产生环流，真正实现了无过零检测和闭锁逻辑闭锁装置，无死区，无环流的全开环交交变频触发方式。

本文关键字：暂无联系方式变频器基础，变频技术 - 变频器基础