張軍偉，王兵樹，姜　萍
河北大學電子信息工程學院，河北保定

華北電力大學控制科學與工程學院，河北保定

保定華仿電控變流技術研究所，河北保定　

摘　　　要：考慮到電力電子器件的開關非線性給系統建模帶來的困難，利用狀態空間平均法對主回路各參量基本輸入輸出關系進行了分析，得出了主回路的簡化數學模型及斬波串級調速系統的動態模型，并采用“模較佳”原則和“諧振峰值Ｍｒ較小”準則分別設計了相應的電流環和轉速環，較后使用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ軟件搭建了加入雙閉環后的仿真模型給以驗證。從仿真結果看出加入雙閉環后的系統動態性能有很大改善，而且控制結構簡單易于工程實現，同時也驗證了系統建模的正確性。

關　鍵　詞：斬波串級調速；系統建模；占空比；雙閉環；狀態平均法

１　引　言
相對于變頻調速，斬波串級調速系統具有變流功率小、運行條件寬松、成本低等優點，非常適用于在高壓大功率風機、水泵、礦井提升、牽引履帶傳送設備的節能降耗應用上，目前國內的許多工業現場都得到了廣泛的應用。與傳統串級調速相比，其采用直流斬波回路ＰＷＭ數字控制方式，將較小逆變角固定，有效降低了逆變顛覆故障，使得系統更加安全可靠，而且在功率因數提升、諧波抑制等方面有所提高。但是目前國內工業現場使用的斬波串級調速系統多采用轉速開環控制，存在控制不便、直流母線電流不可控，無限流，易發生母線過流等故障，無法滿足像礦井提升設備等對工況要求較高場合的應用［１�玻常荨？紤]以上斬波串級調速系統的優勢及存在問題有必要對斬波串級調速系統模型做深入理論分析，由于傳統ＰＩＤ閉環控制在工程上易實現、調節可靠等優點，采用電流和轉速雙閉環控制結構完成系統的閉環控制仿真，為其進一步工程實踐應用提供參考。

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