伴随着相关技术的发展,交流电机的控制调速方式得到了不断地优化。纵观整个交流调速系统的历史进程,可以看到先后出现了恒压频比控制、转差频率控制技术、矢量控制、直接转矩控制这几种调速控制技术。如果将这些控制技术的原理进行罗列对比,可以看得出这些方法直接都有相似之处,又都各有各自独到之处。下面对先大致对这些控制方法进行一个简要的概括[18]:84127
1、恒压频比控制
恒压频比控制是最早投入实用的一种异步电机控制策略,这种控制技术原理是使得电压和频率的比值固定不变,再依据电机的转速公式可以得到转速不变的结论。使用恒压频比控制策略的时候,如果频率处在基频以下时,电机气隙磁通可以处于基本不变的状态;当电机负载大小不变时,变频调速不会改变整个电机的转差率,这样就使得电动机的机械特性较硬,电动机有较好的调速性能。但是换做频率较低的状态时,电压降主要由电机的定子电阻抗产生,电机的气隙磁通就会发生不可忽略的变换,随之而来的是电机的最大转矩将减小。并且由于是开环控制,必然导致恒压频比控制技术在动态控制中的效果不佳,其适用范围有极大的局限性,只能适用于一些对调速要求不高且工况较稳定的场合。论文网
2、转差频率控制
这类控制方式较之前的恒压频比相比,放弃开环增加了转速闭环,因此其在加速的过程中不会出现较大的脉动,稳定性和可靠性大幅提升。从某种程度上说,转差频率控制的变频调速系统的性能已经可以和直流调速双闭环系统处于不相上下的状态。根据电机的转速公式:n=60f/p(1-s),可以看出转差频率控制改变的是频率f。相对应的,从这个方程中推到总结的相关调速方法,并不能对电磁转矩进行实际意义上的控制,在动态性能方面仍然是有待提高的。
3、矢量控制
对于耦合性很强的一些系统,如果我们将其进行分解后再逐个控制,那么控制效果或许会得到加强,按照这个思路将异步电动机的定子电流矢量分解,一部分电流产生磁链而另一部分电流分量产生转矩,同时控制两分量间的幅值和相位,这样等同于有效控制了矢量电流,所以称这种控制方式称为矢量控制方式[14]。这种方法和其他相比确实一定程度上提升了电机的动态特性,然而矢量控制也存在一些问题,这些问题主要表现在实际操作中难以还原理论数学模型中的效果,在对定子电流矢量的分解中需要大量复杂的计算实现起来也有不小的困难,实际应用中的控制效果并不理想。
4、直接转矩控制
直接转矩控制是在矢量控制系统的基础上改进并逐步发展起来的另一种用于较为完善调速性能的交流电机变频调速系统。得益于其在定子侧釆用定子磁链定向的方式,因此不再需要旋转变换和电流控制,简化了控制器结构。只需要检测电机的定子电阻即可准确计算定子磁链,对电机模型参数的依赖程度大幅减小。
交流异步电机调速的发展研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_99622.html