AC/AC变换器在不同控制策略下的仿真研究

管添益，张智禄，黄 鹏，周 园

（中国船舶集团有限公司第七〇三研究所无锡分部，江苏 无锡 214000）

0 引 言

AC/AC变换是电能变换的一种，通过调节输入电压，可以实现交流量幅值和相位的改变。实现AC/AC电能直接变换的方法通常有两种：旋转变流机和静止变流器。前者是通过各类型电机组接连实现；后者是通过半导体功率器件来实现[1，2]。随着社会发展，电气设备越来越倾向于功率密度大、体积小、质量轻等特点，静止变流器的优势则更加明显。目前，基于静止变流器的AC/AC变换器拥有广泛的应用领域，如交流稳压场合、交流调压场合。

1 控制策略介绍

1.1 正弦脉宽脉位调制

正弦脉宽脉位调制方法在单相逆变器中拥有着出色的表现。在AC/AC变换器领域中，陈道炼教授进行了深入地研究，并提出了相关的理论与实践操作方法。进行仿真时，其主电路如图1所示。

图1 AC/AC变换器拓扑结构

在该拓扑中，对开关管的触发控制采用单极性移相控制的方法。其反馈控制采用电压单环瞬时值比较的方法，过程在于将输出电压的瞬时值作为反馈量，与标准正弦波的瞬时值做比较，其差值通过PI控制器得到偏差量，该偏差量与其反相量与三角波进行比较获得正弦脉宽脉位调制（Sinusoidal Pulse Width Position Modulation，SPWPM）波，由此来获得主电路中每一个开关管的触发信号[3]。在主电路输入有谐波的情况下，一个开关周期内，通过改变开关管的触发信号可改变超前臂与滞后臂之间的移相角，从而就能改变电路的占空比，达到控制占空比来降低输出电压谐波含量的要求。……