摘 要：對于文獻[1]所提出的新型無速度傳感器的異步電機矢量控制變頻器調(diào)速技術(shù)，本文示出了一些重要的仿真效果，并對其進行了評述。 關(guān)鍵詞：無速度傳感器 矢量控制 交流傳動 Abstract：A new Sensor-less vector control inverter technology of asynchronous motor had been prompted by [1].this paper gives some important Simulation results and discussions . Key words：Sensor-less Vector control AC drive l 引言 文獻[2]在文獻[3]所提出的通過在線定子磁鏈閉環(huán)去自校正定子側(cè)電阻的基礎(chǔ)上，引人了文獻[4]的定子磁鏈觀測方法并將其組合應(yīng)用在定子磁鏈定向矢量控制變頻調(diào)速中，從而使電機定子磁鏈值保持在給定值上并不受電機定子側(cè)電阻及轉(zhuǎn)子時間常數(shù)變化的影響，取了得顯著效果[5]；既能在無速度傳感器下運行，又能獲得很高的起動轉(zhuǎn)矩且起動電流小，從而使變頻器的電流容量大為減少和產(chǎn)品成本顯著降低。 文獻[1]在文獻[2]所提出的基礎(chǔ)上更進一步增加了轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)速估計、轉(zhuǎn)差計算及常用的轉(zhuǎn)矩電流限幅等重要環(huán)節(jié)，大大擴寬了使用功能，從而首次提出了一種新型具有高性能的無速度傳感器的定子磁鏈定向矢量控制變頻調(diào)速器。下面將介紹其仿真情況。 2 仿真結(jié)果 以下將列出一些重要仿真結(jié)果。在圖1-圖4各仿真曲線圖中： Iq＊為轉(zhuǎn)速閉環(huán)輸出的轉(zhuǎn)矩電流給定值； Iq為電機轉(zhuǎn)矩電流實際值； Il 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩并折合成電流值； K 代表電機軸上負(fù)載飛輪慣量與設(shè)定飛輪慣量之比。 在仿真中：Iq＊與Iq之差通過與設(shè)定飛輪慣量有關(guān)的積分環(huán)節(jié)后而得出轉(zhuǎn)速估計值。設(shè)定即給定轉(zhuǎn)速值與轉(zhuǎn)速估計值構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)。Iq 與Il之差通過與電機軸上負(fù)載輪慣量有關(guān)的積分環(huán)節(jié)后而得出電機的實際轉(zhuǎn)速值。 3 仿真結(jié)果評述 由圖1-圖4可見： （1）除起動時的第1個波形略有超調(diào)外，在其余情況下，電機實際轉(zhuǎn)速值對設(shè)定值即給定轉(zhuǎn)速值的跟隨性都很好。 [align=center] 圖2 Il =0.3A , K=33.3 圖 3 Il=12A, K=0.83 圖4 Il=0.3A , K=0.83[/align] （2）除轉(zhuǎn)速升降的過渡區(qū)外，在其它穩(wěn)速區(qū)，Iq＊ 、Iq及 Il均互相等。 （3）在轉(zhuǎn)速閉環(huán)的調(diào)節(jié)參數(shù)與設(shè)定飛輪慣量均不變的情況下，當(dāng)Il變化40（=l2／0.3）倍及電機軸上負(fù)載飛輪慣量變化40（=33．3／0．83）倍時均能正常工作。 4 結(jié)束語 在異步電機變頻調(diào)速中，最重要的問題是如何將電機磁鏈保持在給定值上而不受電機運行溫度變化的影響，具體來說就是不受定子電阻R1。與轉(zhuǎn)子時間常數(shù)T2隨溫度而變化的影響，但數(shù)十年以來為了實現(xiàn)此要求仍是困難多多。 如美國專利號 US2003／00l5988Al（公開日：2003年 1 月2 3日）所涉及的無速度傳感器轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制方 法的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測式中，就含有R1 及 T2，但如何排除 R 1及T2變化所帶來的影響卻沒有提供相應(yīng)措施。 又如在無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的定子磁鏈觀測器式中，也含有 R1 ，同時也缺少相應(yīng)措施以排除 R1 變化所帶來的影響；在建立電機端電壓方面，在低速下將本應(yīng)計入的R1上的矢量電壓降因素也未考慮進去；另外將數(shù)量有限的電壓空間矢量進行組合后又同時滿足磁鏈閉環(huán)和轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的要求也難于實現(xiàn)，結(jié)果是常常顧此失彼，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動；所有這些都使得包括起動在內(nèi)的低速區(qū)的性能下降。 在文獻[2]中，R1 正是定子磁鏈閉環(huán)自校正的對象以達到將電機定子磁鏈值保持在給定值上的目的，而且即使T2大范圍變化也不會對上述自校正過程帶來影響，從而排除了電機運行溫度變化的影響，首次解決了長期以來所存在的難題，其中定子磁鏈觀測器式的基變量 Z起到了關(guān)鍵作用。 本新型無速度傳感器的異步電機矢量控制變頻調(diào)速器所遺留的問題是，低速下的轉(zhuǎn)速精度不高；對此問題的改進研究現(xiàn)已取得成果，其內(nèi)容將以專利的形式陸續(xù)公開。 本新型無速度傳感器的異步電機矢量控制變頻調(diào)速器具有接近閉環(huán)的性能，起動轉(zhuǎn)矩高，調(diào)速范圍寬，同時變頻器電流容量小，產(chǎn)品成本低。除開廣泛用于低壓電機外，若將其與高壓變頻調(diào)速器相結(jié)合，則此二者將會相得益彰。 參考文獻 [1]盧 驥．無速度傳感器的異步電機矢量控制變頻調(diào)速方法．專利號：02l14389.7，公開日：2004年 3月 l7日． [2]盧 驥．裔陛能變頻調(diào)速器．專利號：ZL02223487．X授權(quán)日：2003年 5月7日． [3]盧 驥．異步電機變頻調(diào)速用的定子磁鏈的校正器.專利號：ZL00225853.6，授權(quán)日：2001年 9月 19日． [4]盧 驥．異步電機變頻調(diào)速中含有基變量的參數(shù)的觀測方法．專利號：0l106851.5，公開 日：2002年 9月4日． [5]盧 驥．高性能矢量控制異步電機變頻調(diào)速用的定子電阻在線自校正技術(shù)．變頻器世界，2004，（6）． 作者簡介 盧 驥 教授級高級工程師 曾擔(dān)任過機械工業(yè)部電器局專業(yè)顧問，并在瑞士BBC（現(xiàn)易名為ABB）公司從事變頻調(diào)速工作一年。