電力(lì)驅(qū)動(dòng)係統(tǒng)逆(nì)變器實時(shí)仿(fǎng)真摘(zhāi)要(yào)：介紹(shào)了采(cǎi)用實(shí)際控(kòng)製器輸出的(dí)PWM開關邏(luó)輯信(xìn)號定(dìng)義正(zhèng)，負半(bàn)橋開關函(hán)數，建立逆(nì)變(biàn)器的(dí)Simulink實時(shí)模(mó)型(xíng)。該模型既可(kě)實現電力驅動(dòng)實時(shí)仿真係統中逆變器(qì)與(yǔ)電機模(mó)型的(dí)解(jiě)耦，又可以(yǐ)確(què)定(dìng)逆變(biàn)器開關(guān)死區(qū)時間(jiān)。還(huán)給(gěi)出(chū)了基(jī)於dSPACE實時仿(fǎng)真(zhēn)環境的逆(nì)變器-異(yì)步電機(jī)實時仿真(zhēn)係(xì)統的實現(xiàn)方法，針(zhēn)對(duì)開關(guān)頻(pín)率為(wéi)1kHz的(dí)逆(nì)變器，采(cǎi)樣(yàng)周(zhōu)期(qī)為11μs的實(shí)時仿(fǎng)真(zhēn)與仿(fǎng)真步長為100ns的離綫仿真(zhēn)結果(guǒ)無(wú)明顯差(chà)別。 關(guān)鍵詞：逆變(biàn)器 開關函(hán)數(shù) 實(shí)時仿(fǎng)真(zhēn)在交(jiāo)通和某些(xiē)工(gōng)業(yè)領域中(zhōng)的電力驅動係統(tǒng)的研製(zhì)過(guò)程(chéng)中(zhōng)，直接使(shǐ)用(yòng)實際(jì)電(diàn)機(jī)係(xì)統(tǒng)對(duì)新的控(kòng)製(zhì)器(qì)進行測試，實現起來(lái)比(bǐ)較(jiào)困(kùn)難，而且(qiě)費用較(jiào)高。因此，需要介於離綫(xiàn)仿(fǎng)真(zhēn)和(hé)實(shí)機(jī)試(shì)驗之間(jiān)的(dí)逆(nì)變(biàn)器-交(jiāo)流(liú)電機實時仿(fǎng)真(zhēn)器(qì)，與實(shí)際(jì)控(kòng)製器(qì)硬(yìng)件(jiàn)相(xiāng)連(lián)，在閉環條件下對實際(jì)控製器(qì)進(jìn)行實時測試。由(yóu)於這種實時(shí)仿(fǎng)真(zhēn)係統(tǒng)回路(lù)中有(yǒu)實際控製(zhì)器硬件(jiàn)介(jiè)入(rù)，因此被稱為硬件在(zài)回路(lù)仿真（Hardware-in-the-Loop Simulation）。盡管在(zài)真實(shí)係統(tǒng)上進(jìn)行(háng)試(shì)驗是不可少的(dí)，但是由於采(cǎi)用(yòng)實機難以(yǐ)進行(háng)極限與失效測(cè)試，而采(cǎi)用實時(shí)仿真器可以自由(yóu)地(dì)給(gěi)定各種測試條(tiáo)件(jiàn)，測試(shì)被測控(kòng)製器(qì)的(dí)性(xìng)能(néng)，因(yīn)此(cǐ)實(shí)時仿真(zhēn)器可(kě)作為(wéi)快(kuài)速(sù)控製原(yuán)型（Rapid Control Prototyping）的虛擬試驗台(tái)，在電機，逆(nì)變(biàn)器，電源(yuán)和控(kòng)製(zhì)器(qì)需(xū)要同時(shí)工作的並行(háng)工(gōng)程中(zhōng)bi不可少(shǎo)。電源-濾波-逆(nì)變器(qì)-交(jiāo)流電(diàn)機係(xì)統(tǒng)由於(yú)目前數(shù)字計算機處理速度的(dí)限製，不能實現亞(yà)微(wēi)秒級(jí)物(wù)理(lǐ)模型實(shí)時仿真，需要(yào)對(duì)逆變器開關(guān)過程進行理想化處理，因此(cǐ)引入了離散事(shì)件係統。離(lí)散事件(jiàn)逆(nì)變(biàn)器子(zǐ)係統(tǒng)與(yǔ)連續(xù)時間(jiān)電機(jī)子係(xì)統耦合，使(shǐ)變流器(qì)-電機實時仿真器(qì)成為變因果(guǒ)和變結(jié)構係統(tǒng)。變因果(guǒ)是(shì)指(zhǐ)離(lí)散(sàn)開(kāi)關事件(jiàn)發生前後(hòu)，描(miáo)述連(lián)續時間電(diàn)機(jī)子(zǐ)係(xì)統(tǒng)的(dí)動態方(fāng)程的(dí)輸入(rù)變(biàn)量與輸出變量(liáng)會變換位置
；變(biàn)結(jié)構是指在仿(fǎng)真(zhēn)進(jìn)程中，離(lí)散開關(guān)事件引發(fā)狀(zhuàng)態(tài)轉換，使連(lián)續(xù)係統結構發生(shēng)變(biàn)化。因(yīn)而(ér)需(xū)要對(duì)動態(tài)方程(chéng)不斷(duàn)地(dì)進(jìn)行調整和初始(shǐ)化(huà)[1]。框圖(tú)建(jiàn)模(mó)工具Simulink是控製(zhì)工程仿真(zhēn)的工(gōng)業標(biāo)準(zhǔn)，但Simulink本質(zhì)上(shàng)是(shì)一(yī)種賦(fù)值(zhí)運算，由其(qí)方框圖描(miáo)述(shù)的(dí)係統(tǒng)是因果的(dí)。為(wéi)了(liǎo)能應用Simulink建(jiàn)模工(gōng)具，應該(gāi)使變(biàn)流器-電機實時(shí)仿真係(xì)統解(jiě)耦為兩(liǎng)個(gè)獨立子(zǐ)係(xì)統，以(yǐ)消除變因(yīn)果，變結(jié)構(gòu)問題。作(zuò)為(wéi)功(gōng)能(néng)性建模(mó)方法之一(yī)的開關函數，可用於(yú)確定變流(liú)器開關器件(jiàn)電壓(yā)與電流波(bō)形計算，以便進(jìn)行(háng)係統(tǒng)優化設計。它(tā)在變流器的離綫仿(fǎng)真中已得到成(chéng)功的應用[2～3]。本文應用(yòng)文獻[2]的(dí)開(kāi)關(guān)函數描述法，采(cǎi)用實際控製器(qì)輸(shū)出(chū)的PWM開關(guān)邏輯信號(hào)定義正，負(fù)半(bàn)橋開關(guān)函數(shù)，建立(lì)逆(nì)變器(qì)的(dí)Simulink模(mó)型(xíng)。該(gāi)模型既(jì)可(kě)實現(xiàn)實(shí)時仿真(zhēn)係統(tǒng)中逆(nì)變器與電(diàn)機模(mó)型的解(jiě)耦，又(yòu)可以(yǐ)確(què)定逆變器設置的開關死(sǐ)區時(shí)間，防止(zhǐ)同一橋(qiáo)臂開關(guān)管(guǎn)直通(tōng)。文中(zhōng)還將給出基於(yú)dSPACE實(shí)時(shí)環(huán)境(jìng)的逆(nì)變器-異步電機開控製(zhì)係統實(shí)時仿真(zhēn)的實現方(fāng)法(fǎ)和結果。逆變(biàn)器係(xì)統(tǒng)Simulink框(kuàng)圖1 逆(nì)變(biàn)器(qì)Simulink模(mó)型雙(shuāng)電(diàn)平三相電(diàn)壓源(yuán)型(xíng)逆變器(qì)由(yóu)6個(gè)開(kāi)關(guān)管和(hé)6個與開關管反向(xiàng)並(bìng)接的續流(liú)二極(jí)管組成，見圖(tú)1。采(cǎi)用(yòng)實際控(kòng)製器輸(shū)出的(dí)6個PWM開關(guān)邏(luó)輯信號a+，b+，c+
；a-，b-，c-定義逆變器(qì)a,b,c三相正半(bàn)橋(qiáo)開關(guān)函數(shù)：Sfap=1·×a+,SFbp=1×b+,SFcp=1×c+和負半橋開(kāi)關(guān)函數(shù)：SFan=1×a-,SFbn=1×b-，SFcn=1×c-。則(zé)全橋開(kāi)關(guān)函數(shù)為：SFa=Sfap-SFan,SFb=SFbp-SFbn，SFc=SFcp-SFcn。逆變器(qì)輸(shū)出端a,b,c與直流電流中(zhōng)點(diǎn)o之間的電(diàn)壓為：uao=0.5VDC×Sfab，ubo=0.5VDC×SFb,uco=0.5VDC×SFc，其中(zhōng)，VDC為直流(liú)環路電壓。由此(cǐ)得(dé)到綫電壓為：uab=uao-ubo,ubc=ubo-uco,uca=uco-uao相電壓(yā)為：uan=uao-uno,ubn=ubo-uno,ucn=uco-uno。式(shì)中(zhōng)，uno=(1/3)(uao+ubo+uco)為電機三相繞(rào)組(zǔ)中(zhōng)點n與(yǔ)直(zhí)流電(diàn)流中(zhōng)點(diǎn)o之間(jiān)的電壓(yā)。正(zhèng)半(bàn)橋(qiáo)a,b,c相開關(guān)器件電流為(wéi)：is1=ia×Sfap,is3=ib×SFbp,is5=ic×SFcp負半(bàn)橋(qiáo)a,b,c相開關器(qì)件(jiàn)電(diàn)流為(wéi)：is4=ia×SFan,is6=ib×SFbn