基于可拓控制的感應電機節能滑模控制器的研究

陶國彬， 李道成， 劉幸幸， 任萬程， 喬永娜(東北石油大學 電氣信息工程學院，黑龍江 大慶　163318)

0　引　言

對于新的應用領域及可替換電機來說，節能電機也許是一個正確的選擇。電機效率的提升使其價格變得更高(大約5%的高效率集中在高檔電機)。在紡織廠和制糖工業中重繞電機占比可能超過50%。由于重繞熱處理的應用以及繞組老化導致電動機效率降低。此外，氣隙的變化也會影響輸出轉矩和功率因數。在交流驅動中通過降低電壓波動也可以實現節能，因為波動電壓會導致能量額外的損失。例如一個完全穩定的三相2 kW的電機會消耗2 300 W的電能。同樣的電機消耗2 800 W并且在A相電壓有30%的壓降。與穩定的供電相比，電壓波動產生的損失會更高[1]。這種波動會導致線圈變熱和負序電流的產生，這可以通過增加交流驅動避免。

1　感應電機數學模型

為了分析系統性能，系統的各種硬件部分應該用數學模型描述。交流電機的動態模型很復雜，因為三相轉子繞組隨著定子繞組運動。為了簡化模型，模型應該用一個等效的兩相d-q模型表示。基于AC-to-AC系統的智能功率模塊(IPM)被認為是理想化的，逆變器輸入端的直流電壓沒有交流分量，逆變器的輸出端沒有諧波[2]。在定子坐標系下的感應電機模型如下：

(1)

(2)

(3)

式中：ω為實際轉速;Ψa、Ψb為轉子通量;Μ為互感;ia、ib為定子電流;Lrot為轉子電感。

2　提出的方法

感應電機因其堅固的結構和不需維護的運行特性是全球工業應用的首選。在額定轉矩和額定轉速(滿載條件)下感應電機以最大效率運行。……