1 引言
在vvvf異步電機變頻調(diào)速中，最重要的一個控制環(huán)節(jié)是通過在線磁鏈閉環(huán)將電機磁鏈始終保持在給定值上，并不受電機運行溫度變化的影響，既不過勵也不欠勵，這樣才能使變頻器的電流容量得到充分有效的利用，從而能大幅度降低產(chǎn)品成本和提高市場競爭能力。然而對現(xiàn)有的直接轉(zhuǎn)矩控制、矢量控制及v/f控制等各式異步電機變頻調(diào)速產(chǎn)品來說，特別是在起動和低速區(qū)的定子電阻上壓降不可以忽略并要求定子電阻值在線自適應(yīng)電機運行溫度的變化時，實現(xiàn)上述要求的難度很大[3]。

圖1 仿真結(jié)果曲線一(沒有對rs進行在線自校正，)


圖 2 仿真結(jié)果曲線二(對rs進行在線自校正，)


圖 3 仿真結(jié)果曲線三(對rs進行在線自校正，)

文獻[1]結(jié)合多項專利提出在定子磁鏈定向矢量控制下通過在線定子磁鏈閉環(huán)去自動校正定子電阻(rs)方法并提出了具體結(jié)構(gòu)圖，從而一舉解決了上述難題。這種方法不但能在無轉(zhuǎn)速信號下獨立運行，又可進一步在有轉(zhuǎn)速信號時加上轉(zhuǎn)矩閉環(huán)還可再加上轉(zhuǎn)速閉環(huán)情況下運行，如用于電梯等勢能負載和各式軌道或公路電動車輛。

文獻[2]在此種方法的基礎(chǔ)上(電路結(jié)構(gòu)圖及定子磁鏈在線觀測式均見該文)對其魯棒性進行了深入研究，并獲得了圓滿結(jié)果。

異步電機變頻調(diào)速在無轉(zhuǎn)速信號下的獨立運行為最基本的工作方式，在本文中用matlab對其實施了進一步的仿真，從而獲得了一些重要結(jié)果并對其作了評述。

2 仿真結(jié)果
所得仿真結(jié)果曲線分別如圖1、圖2及圖3所示:
各圖中的符號含義說明如下:
is—定子電流實際波形(a);
cis—定子磁鏈實際值(vs);
n—電機實際轉(zhuǎn)速(r/min);
tm—負載轉(zhuǎn)矩(n?m);
t—時間(s)，
tm0 —負載的起動轉(zhuǎn)矩值，
isp—起動區(qū)間定子電流波形的最大幅值。

在圖1、圖2及圖3中，電機參數(shù)、定子頻率隨時間上升的斜率及定子磁鏈給定值均彼此相同而保持不變。

3 仿真結(jié)果評述
由圖1可見，在起動及低速區(qū)中，cis顯著地低于定子磁鏈給定值，直到n 大于500時才開始接近定子磁鏈給定值。

在圖2及圖3中，可見在經(jīng)過預(yù)勵磁時間(約0.7s)后，cis即始終保持在定子磁鏈給定值上，而不受tm階躍變化及is、定子頻率及定子電壓等變化的影響。

將圖1與圖2相對比，可見在相同的負載起動轉(zhuǎn)矩tm0 均等于8情況下，圖2的isp(=12)僅為圖1的isp(=18)的 2/3(=12/18)。

將圖1(isp=18)與圖3(isp=16)相對比，可見圖3的tm0 (=14)為圖1的tm0 (=8)的1.75(=14/8)倍。在小的變頻逆變器的電流下獲得如此高的起動轉(zhuǎn)矩是依靠在線定子磁鏈閉環(huán)去自動校正定子電阻值而取得的，且不受電機運行溫度變化的影響，這是一般采用人工提升或補償方法所無法實現(xiàn)的。

在電機零速起動階段，定子電壓值很小，還受到開關(guān)管壓降及死區(qū)等效壓降的影響，準確采樣難于保證。而在文獻[1]中所用的電機定子磁鏈觀測式中不包含定子電壓、定子電阻及轉(zhuǎn)子時間常數(shù)等這些因子(因而能在線自適應(yīng)電機運行溫度的變化去自動校正定子電阻值)，但引入了電機無功功率因子;而上述開關(guān)管壓降及死區(qū)等效壓降均與電流同相，只影響到有功功率，這樣一來計算無功功率所需的信息就可在同步座標(biāo)系中方便地取得。

在文獻[1]中所用的電機定子磁鏈觀測式中還包含有電機的固有參數(shù)即漏磁系數(shù)σ和定子繞組自感l(wèi)1，現(xiàn)這二種固有參數(shù)的在線高精度辯識技術(shù)已開發(fā)出來(并已向?qū)＠稚暾埩税l(fā)明專利)，這十分有利于在使用現(xiàn)場對控制參數(shù)進行設(shè)定。

4 結(jié)束語
綜上所述，依靠在線單片計算機或數(shù)據(jù)處理器的軟件，就可實現(xiàn)本文所列舉的各項優(yōu)良性能，從而能使變頻逆變器的電流得到有效的利用，這既大大降低了變頻逆變器電流容量亦即產(chǎn)品成本，與此同時又節(jié)約了可貴資源給社會帶來良好效果。