0 引言
                       
　　節能減排對于保護環境和國民經濟的可持續發展有著巨大作用，己得到世界各國政府和人民的重視，為節省工業用戶中使用電動機時消耗的大量的電能，交流變頻器調速用得愈來愈多，特別是在風機，泵類的調速中。
                       
　　不僅如此，在一些可再生能源的裝置中也要大量采用變頻裝置。例如在風力發電利用永磁發電機發電的直驅發電系統中，其產生的低頻電壓須經變頻后向工頻電網送電；又如風力發電中目前廣泛采用雙饋感應發電機（DFIG），允許轉子異步運行，但又要和電網聯接，穩定運行，這時必須要向轉子輸入滑差頻率的電流，因滑差可正可負，要求變頻器既能送出電能到轉子，又能將轉子能量反饋到電網。
                       
　　眾所周知，變頻器較主要的部件是逆變器，早期的逆變器，比如三相橋式逆變器常采用6脈沖運行方式，其輸出電壓為方波或階梯波，諧波含量很大。
                       
　　近年來，隨著開關頻率允許很高的全控型電力電子器件，如IGBT，GTR，IGCT等的問世，逆變器的控制大多被脈寬調制PWM代替，其中以正弦波脈寬調制SPWM 用得較多。PWM的優點是可以同時完成調頻、調壓的任務，使輸出電壓中諧波含量極大地減少，此外由于開關頻率高，所以有利于快速電流控制。在設計和研究變頻器時，較方便的方法，無疑是利用仿真工具，應該說經過近三十年發展起來的MATHWORKS公司的Matlab軟件，特別是它提供的Simulink仿真工具，應是較佳選擇之一，它是功能十分強大而齊全的仿真軟件，有許多工具箱，用戶可以從工具箱中取出所需的元器件，通過聯接等操作，建立與實物相對應的數學模型，從而對它進行測試，所得仿真結果可供設計研究參考。
                       
　　在Simulink（7.04）工具箱中有電力系統SimPowerSystem的工具箱，為變頻器仿真提供了幾乎所需的全部元器件，所以使用它們很容易進行仿真。文獻[1]是這類仿真的一個范例，它對一個雙PWM 交-直- 交逆變系統進行了仿真，即將1 000 Hz，500 V的三相交流電壓轉換為50 Hz，400V的三相交流電壓，仿真時全部應用工具箱內的元器件，包括PWM發生器。
                       
　　應該指出在實際變頻器的應用中，要求變頻器輸出的不是某個固定頻率，而是頻率、幅值能變化的輸出電壓。例如雙饋感應發電機（DFIG）轉子側的變頻系統，隨著風速及轉子轉速的變化，向轉子側供電的電流的大小和滑差頻率也都要相應變化，這樣從工具箱中取出的、具有固定輸出頻率和恒定電壓的SPWM發生器就不能勝任，必須要由外部控制的SPWM發生器來實現，本文采用設計的PWM 發生器的外控單元，來實現變頻器可變的輸出電壓頻率和幅值的實時仿真。
                       
1 交-直-交變頻器的結構類型
                       
　　圖1為典型的交-直-交變頻器原理圖，主要由整流器Rectifier（可控或不可控），及直流側電容器C，電壓源逆變器VSI，以及用于控制的PWM發生器組成。實際中還可能有輸入、輸出側濾波器（圖1中未畫出），此外圖1上還表示出了三相電源及負荷電動機，這是一種比較典型的用法。

                       
　　圖2 表示了風力發電DFIG 用的向轉子供電的變頻系統原理圖，除了電網（Ac Power Grid）和DFIG外，它主要由電網側逆變器（Inverter on Grid Side）和轉子側逆變器（Inverter on Rotor Side）及各自連接的PWM發生器，和直流側電容器C組成。當轉子速度小于定子磁場的同步轉速時，網側逆變器工作于整流狀態，轉子側逆變器工作于逆變狀態，反之，當轉子速度大于同步轉速時，轉子側逆變器工作于整流狀態，網側逆變器工作于逆變狀態，這種變頻器工作時能量是雙向流動的。因此圖1類型的變頻器己不適用。為維持直流電壓穩定，通常給兩臺逆變器直流側并接電容器C，構成電壓源逆變器，圖2中還備有濾波器（Filter），以保證進入轉子電流波形為正弦波。
                       
　　對向DFIG轉子供電的變頻器的要求是，所供電流的頻率和幅值都是可變和可控的。

0 引言
                       
　　節能減排對于保護環境和國民經濟的可持續發展有著巨大作用，己得到世界各國政府和人民的重視，為節省工業用戶中使用電動機時消耗的大量的電能，交流變頻器調速用得愈來愈多，特別是在風機，泵類的調速中。
                       
　　不僅如此，在一些可再生能源的裝置中也要大量采用變頻裝置。例如在風力發電利用永磁發電機發電的直驅發電系統中，其產生的低頻電壓須經變頻后向工頻電網送電；又如風力發電中目前廣泛采用雙饋感應發電機（DFIG），允許轉子異步運行，但又要和電網聯接，穩定運行，這時必須要向轉子輸入滑差頻率的電流，因滑差可正可負，要求變頻器既能送出電能到轉子，又能將轉子能量反饋到電網。
                       
　　眾所周知，變頻器較主要的部件是逆變器，早期的逆變器，比如三相橋式逆變器常采用6脈沖運行方式，其輸出電壓為方波或階梯波，諧波含量很大。
                       
　　近年來，隨著開關頻率允許很高的全控型電力電子器件，如IGBT，GTR，IGCT等的問世，逆變器的控制大多被脈寬調制PWM代替，其中以正弦波脈寬調制SPWM 用得較多。PWM的優點是可以同時完成調頻、調壓的任務，使輸出電壓中諧波含量極大地減少，此外由于開關頻率高，所以有利于快速電流控制。在設計和研究變頻器時，較方便的方法，無疑是利用仿真工具，應該說經過近三十年發展起來的MATHWORKS公司的Matlab軟件，特別是它提供的Simulink仿真工具，應是較佳選擇之一，它是功能十分強大而齊全的仿真軟件，有許多工具箱，用戶可以從工具箱中取出所需的元器件，通過聯接等操作，建立與實物相對應的數學模型，從而對它進行測試，所得仿真結果可供設計研究參考。
                       
　　在Simulink（7.04）工具箱中有電力系統SimPowerSystem的工具箱，為變頻器仿真提供了幾乎所需的全部元器件，所以使用它們很容易進行仿真。文獻[1]是這類仿真的一個范例，它對一個雙PWM 交-直- 交逆變系統進行了仿真，即將1 000 Hz，500 V的三相交流電壓轉換為50 Hz，400V的三相交流電壓，仿真時全部應用工具箱內的元器件，包括PWM發生器。
                       
　　應該指出在實際變頻器的應用中，要求變頻器輸出的不是某個固定頻率，而是頻率、幅值能變化的輸出電壓。例如雙饋感應發電機（DFIG）轉子側的變頻系統，隨著風速及轉子轉速的變化，向轉子側供電的電流的大小和滑差頻率也都要相應變化，這樣從工具箱中取出的、具有固定輸出頻率和恒定電壓的SPWM發生器就不能勝任，必須要由外部控制的SPWM發生器來實現，本文采用設計的PWM 發生器的外控單元，來實現變頻器可變的輸出電壓頻率和幅值的實時仿真。
                       
1 交-直-交變頻器的結構類型