交流電機高性能控制方法的探討
隨著電力電子技術和數字控制技術的發展,交流傳動取代直流傳動具有明顯的*性,各種通用的和高性能的交流傳動控制系統相繼誕生。但是,由于交流電機的非線性多變量耦合性質,研究其控制策略引起許多專家和學者的興趣,且取得了許多成果。目前,交流傳動控制較*和熱門的方法是矢量控制和直接轉矩控制,特別是直接轉矩控制法受到國內外學者的關注,通過理論分析和實踐檢驗仍存在各自的優缺點。
一、交流傳動的基本類型
異步電機從定子傳入轉子的電磁功率Pem可分為兩部分:機械功率PΩ和轉差功率Ps即:
PΩ=(l-s')Pem
Ps=sPem
從能量轉換效率的角度看,交流電動機的傳動可分為下面幾類:
轉差功率消耗型傳動系統,如變壓、串電阻等調速系統;
轉差功率回饋型傳動系統,如繞線式異步電動機串級和雙饋型調速系統;
轉差功率不變型傳動系統,如變壓變頻調速系統。
其中,轉差功率消耗型傳動系統控制方法簡單,只是一般的開環和閉環控制,但其速度只能調在額定轉速以下,它是以增加轉差功率的消耗來換取轉速的降低(恒轉矩負載時),故越向下調*率越低;轉差功率回饋型傳動系統中,轉差功率的一部分消耗掉,大部分則通過變流裝置回饋電網或轉化為機械能加以利用,轉速越低時回收的功率越多,但增設的交流裝置要多消耗一些功率;轉差功率不變型傳動系統中轉子銅損部分的消耗是不可避免的,但這類系統中無論轉速高低,其轉差功率的消耗基本不變,因此效率高。
同步電動機沒有轉差功率,屬于轉差功率不變型傳動系統,只能用變壓變頻方式控制,分他控變頻調速和自控變頻調速兩種。