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交交变频器是截取不同三相电源电压的波段“拼接”成一个需用频率的正弦电压。在一个输出周期内截取的段数越多，越接近正弦波，谐波成分越少。此外无环流切换死区也造成了输出电压和电流波形的畸变。可见减少谐波和限制切换死区是交交变频控制追求的目标
常用的交交变频控制方式包括电压控制型交交变频、电流控制型交交变频。而实现控制交交变频开关器件的触发相位角的方法包括余弦交点法、移相原理控制法、积分控制法、锁相法、调制函数法等。不同的触发控制方法，产生的交交变频输出波形也不同，余弦交点法在特性上和实现上被认为是最佳方法，同时它还将输出波形谐波降至最小。
仿真中交交变频装置模型的控制方式，考虑的无环流的工作状态，采用电流型交交变频电路，脉冲触发控制方法采用余弦交点法。 环流控制原则
交交变频电路虽然可以使每组整流器的控制角之和为180度以保证两组整流器输出的平均电压相等，但对其电压的瞬时值来说是不相等的，这样会在正反组整流器之间出现环流，增加电能损耗并加重晶闸管的负担，通常采用如下三种限流方式。事实上，交交变频电路如果正反组同时同坐，虽然可以控制正分组的输出平均电压相等，但是其瞬时值却做不到这一点，一次仍有环流产生。根据限制环流方式的不同，交交变频电路有下面三种运行方式：
(1) 无环流运行方式
在这种方式下，通过控制电路使某一时刻只有一组工作，而让另一组截止。它是根据输出电流的方向来确定正反组的工作时刻的，所以必须进行电流过零检测。两组桥切换时应将原工作的一组先推入逆变（导通角大于90度），待零电流信号到来时封锁原组触发脉冲，经延时再开放以另一组的触发脉冲。再延时这段时间内，两组变流器均不工作，以保证可靠环流。这就形成了无环流“死区”。否则由于可控硅的关断时间常大于开通时间而造成电源短路，出现故障。再每个输出周期有两次电流过零，如果两次死区时间总和占一个周期比例太大，会导致交交变频电路输出电流波谱和转矩脉动大，变频器输出下降，对于输出频率接近20Hz的交交变频器，要求死区时间小于2ms。现在通过光电流检测延时时间可缩短为1.1ms。如果谐波量很小，那么每组桥再工作的半周内电流是连续的。但在实际的无环流运行方式中，负载电流常常是不连续的。这样不仅使输出产生畸变，而且还给选组的控制带来困难。 （2）自然环流运行方式
在无环流运行方式下，如果电流断续，给正确的零电流检测带来了严重影响，采用有环流发放时则可以弥补这一点。有环流就是使正反组控制角之和为180度，并在主回路接入限环流电抗器。这种方式易保持负载电流连续，系统的动态性能好，但增加了电抗器和电能损耗，加重了可控硅的负担。环流电抗器的电感量不允许过大，否则对输出基波有影响，使输出频率的上限受到限制。 （3）局部环流运行方式
这种方式是：当负载电流较小时按有环流工作，并设置不大的限环流电抗器，负载电流较大时则按无环流方式。这种方式可以弥补（1）（2）两方式的不足，既克服了（1）的电流断续问题，又克服了（2）方式电感的值过大造成的问题。它结合了前两种方式的一些优点，降低了对电流过零检测的要求，降低了脉动环流，保证了电流连续。比较而言，这种方式虽然比较理想，但是付出的代价是系统变得过于复杂，影响仿真时间和仿真效果。
触发控制
交交变频器是通过控制开关器件的触发相位角来实现其功能的。为了使交交变频器的平均输出电压按正弦规律变化，必须对各组晶闸管的触发延迟角α交进行调制。控制方法有余弦交点法、移相原理控制法、锁相法、调制函数法等。不同的触发控制方法，产生的交交变频输出波形是不一样的。在计算机处理技术高速发展的今天，余弦交点法在特性上和实现上是最佳的方法，同时它还能将输出波形谐波降至最小。
余弦交点法是一种理想的交交变频控制方法。电网换相交交变频的交流输出电压是由各相输入电压波形的各个片段组合而成的。它利用基准电压波与余弦同步波的焦点确定触发时刻，使输出电压的瞬时值与正弦输入波的差值保持最小。
对触发脉冲的要求与说明
在晶闸管装置中，触发电路的基本作用是在确定的时刻向对应的晶闸管提供控制极电流使其导通。虽然交交变频可以带不同的负载，对触发电路和触发脉冲的要求不尽相同，但是一些基本原则是相同的。
对触发脉冲的一些基本要求如下： （1） 触发信号只在它控制极为正、阴极为负时起作用，与此同时晶闸管承受
正向电压时才能导通。
（2） 触发信号可以使交流形式、直流形式或者脉冲形式，由于晶闸管在触发
导通后控制极就失去了控制作用，为了减少控制极损耗，一般触发信号采用脉冲形式。
由于交交变频电路的输出中点与负载重点不相连，所以至少要求有两个桥四个晶闸管同时有触发脉冲才能导通，构成回路，产生电流。每个桥中的两个晶闸管靠双脉冲保证，即在出发某个晶闸管时，同时给前一个晶闸管补发一个脉冲。而在两个桥之间靠脉冲宽度来保证，即双脉冲中的每个脉冲宽度大于30（30-45）度.每组桥中的脉冲间隔为60度，若每个脉冲宽度大于30度，，那么无脉冲间隙时间必定小于30度。这样，不管第一组桥的脉冲和第二组桥的脉冲之间的相对位置随机变化，总能在每个脉冲持续时间里，总会在它的前部或者后部与另一组桥的脉冲重合，使得四个晶闸管同时有处罚脉冲，建立电流。 （3） 触发脉冲与主回路电源电压必须同步，以使晶闸管在每一周期都能重复
地在相同的相位上触发。
（4） 触发脉冲的移相范围应满足变频器的需要。
输入输出特性
交交变频器的输出电压波形并不是平滑的正弦波，而是由输入电源若干段拼接而成的，所以存在本身机理造成的谐波。每段电压的在一个周期内拼接的电源电压的片段越多，其输出电压波形就越接近正弦波。每段电压的平均持续时间是由变流电路的脉波数决定的。当输出频率增高时，输出电压一周所含的电压片段数就减少，波形畸变越严重。就常用的6脉搏三项桥式交交变频器而言，一般认为输出频率上限不高于输出电源频率的1/3-1/2。电网频率为50Hz时，交交变频器的输出上限频率为20Hz。
交交变频采用的是相位控制，因此其输入电流的相位总是滞后于输入电压，
需要电网提供无功功率。负载的功率因数越低，输入功率因数也越低。而且不论负载功率因为是滞后还是超前，输入的无功电流总是滞后的。
交交变频电路输出电压的谐波频谱非常复杂，它既和电网频率以及变流电路 脉冲波数有关，也和输出频率有关。对于采用三相桥式电路的交交变频电路来说，输出电压中所含的主要谐波频率为
另外还有一些旁频的谐波电流，这是由数字控制触发不完全对称、无环流死区时间等因素造成。
本章小结;
本章详细分析了交交变频电路的工作原理，主电路结构和输入输出特性。 根据本文所选的电流型无环流工作方式，论述了三种环流控制方式和处罚脉冲调制的原则和要求。
换相
有环流运行方式虽然具有反向快，过度过程平滑等优点，但需要设置环流电抗器，增加了系统的体积成本和损耗。因此，大通量的交交变频系统主要采用没有直流环流又没有没动环流的无环流运行方式。
按实现无环流的原理不同，无环流系统可分为两类：
逻辑无环流系统和错位无环流系统。本文采用逻辑无环流的方式。
逻辑控制的无环流是指，当一组晶闸管工作时，用逻辑控制电路区封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使其完全处于阻断状态，确保两组将闸管不同时工作，从根本上切断环流的通路。
（1）无环流换相逻辑要求：
（2）在给定电流极性方向发生变化后，准备切换
（3）在零点电流信号出现后，经第一级延时封锁原工作组脉冲
（4）两组脉冲都封锁后，经第二级延时发送待工作组脉冲换向操作结束 （5）交交变频要求无环流死区时间小于2ms
其中第一级延时用于可靠地进行零电流检测，确保电流过零点。第二级延时，则是为了保证上一组晶闸管的恢复阻断时间，防止造成两组晶闸管同时导通，而形成短路 仿真小结
利用MATLAB/simulink，为了接近实物，本文利用power system blockset中的晶闸管电气模块建立了三相桥式交交变频器模型，另外搭建了余弦焦点法触发脉冲回路、无环流换向逻辑等环节模型。通过模型对整个系统进行了仿真实验，从实验结果可以看出模型能很好的对电压进行变频、调幅，对电压的、电流进行谐波分析达到建模的目的
结论与展望
本文的目的是对交交变频电路进行仿真，并对谐波特性进行计算分析。
通过采用simulink建立了电压型交交变频电路的仿真模型，模型的方针结果与理论分析进行比较，证明建模是正确的。根据所建模型，本文系统地分析了交交变频电
路特性和频谱，得出以下主要结论：
(1) 结合设计要求，建立了三相桥式变频电路、无环流逻辑回路、同步余弦信
号、余弦交点法触发脉冲等模块，建立了交交变频电路仿真模型，能真实地反映变频电路的实际工作特性
(2) 通过对谐波特性的分析，交交变频电路随着负载增加系统谐波含量也变大，
而谐波频谱特性变化不大；当变频器输出频率提高时，交交变频系统的谐波含量也随之增加。
对进一步研究工作的展望
在本文基础上，还有很大的研究空间： （1） 本文利用MATLAB/simulink仿真软件图形化的模块，方便修改，
可以建立不同的交交变频回路模块、控制模块。根据仿真需要通用不同模块，实现一个综合性的交交变频仿真平台。
（2） 本文在simulink做系统仿真实验时存在代数环的问题，没有根本解
决，可以考虑采用储能模块来改善这一问题。
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