高性能的通用變頻器
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采用一般的通用變頻器給異步電動(dòng)機供電時(shí)，可以實(shí)現無(wú)級平滑調速，起動(dòng)和停車(chē)都很方便。但是，調速時(shí)有靜差，精度不高，調速范圍不過(guò)1:10左右，而且也不能像直流調速系統那樣提供很高的動(dòng)態(tài)性能。
2高性能通用變頻器的控制策略
要實(shí)現高動(dòng)態(tài)性能，必須充分研究電機的物理模型和動(dòng)態(tài)數學(xué)模型?，F在常用的高性能控制策略有矢量控制和直接轉矩控制兩種。
矢量控制系統的特點(diǎn)是:采用由轉子磁鏈決定d-軸方向的dq同步旋轉坐標系，把異步電機的定子電流分解為其勵磁分量和轉矩分量，得到類(lèi)似于直流電機的轉矩模型，再采取措施把非線(xiàn)性系統變換成兩個(gè)獨立的轉速和轉子磁鏈的子系統，從而模仿直流電機分別用PI調節器進(jìn)行控制。選用高精度的光電碼盤(pán)轉速傳感器時(shí)，矢量控制系統的調速范圍可達1:1000，動(dòng)態(tài)性能也很好。但按轉子磁鏈定向會(huì )受電機參數變化的影響而失真，從而降低了系統的調速性能，采用智能化調節器可以克服這一缺點(diǎn)，提高系統的魯棒性。
直接轉矩控制系統舍去比較復雜的旋轉坐標變換，僅在兩相靜止坐標系上構成轉矩和定子磁鏈的反饋信號，并用雙位式砰-砰控制代替線(xiàn)性調節器來(lái)控制轉矩和定子磁鏈，根據二者的變化選擇電壓空間矢量的PWM(SVPWM)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以控制電機的轉速。這種系統控制結構簡(jiǎn)單，轉矩響應快，又避免了轉子參數變化的影響。但砰-砰控制會(huì )使輸出轉矩產(chǎn)生脈動(dòng)，影響系統的低速性能。
從理論基礎上看，矢量控制系統和直接轉矩控制系統都是基于異步電動(dòng)機動(dòng)態(tài)數學(xué)模型進(jìn)行控制的。在兩相坐標系上的異步電動(dòng)機具有4階電壓方程和1階運動(dòng)方程，其狀態(tài)方程應該是5階的，須選取5個(gè)狀態(tài)變量。在系統的動(dòng)態(tài)模型中，輸入變量是Usd，Usq，ω1，TL，對于籠型轉子電機，轉子內部是短路的，Urd=Urq=0，因此，可供選用的狀態(tài)變量共有9個(gè)，即轉速ω、4個(gè)電流變量isd，isq，ird，irq和4個(gè)磁鏈變量ψsd，ψsq，ψrd，ψrq。轉子電流ird和irq是不可測的，不宜用作狀態(tài)變量，只能選定子電流isd，isq和轉子磁鏈ψrd，ψrq，或者選定子電流isd，isq和定子磁鏈，也就是說(shuō)，可以有ω-ψr-is狀態(tài)方程和ω-ψs-is狀態(tài)方程兩種。矢量控制選用了ω-ψr-is方程，而直接轉矩控制選用的是ω-ψs-is方程。
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