1 引言
異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩等于電機(jī)磁鏈與電機(jī)電流的矢量乘積，為了獲得高的起動(dòng)和運(yùn)行轉(zhuǎn)矩而又要減少變頻器的電流容量亦即產(chǎn)品成本，需要首先于電機(jī)零速下將電機(jī)磁鏈經(jīng)過預(yù)勵(lì)磁以達(dá)到給定值，然后再進(jìn)行正式起動(dòng)運(yùn)行，但保持定子磁鏈為給定值及其矢量定向功能必須不受電機(jī)不同的實(shí)時(shí)溫度的影響;另外在電壓控制的高性能異步電機(jī)變頻調(diào)速中，特別是在包括起動(dòng)在內(nèi)的低轉(zhuǎn)速區(qū)情況下，正確地給出電機(jī)端電壓值十分重要，同樣要求不受電機(jī)不同的實(shí)時(shí)溫度的影響，這正是此二個(gè)關(guān)鍵問題的高難點(diǎn)所在。
進(jìn)行組合，通過定子磁鏈閉環(huán)構(gòu)成了定子電阻在線自校正技術(shù)，此自校正不受定子側(cè)電阻R1與轉(zhuǎn)子電阻R2隨電機(jī)實(shí)時(shí)溫度而變化的影響，當(dāng)R1校正到了位時(shí)，于定子磁鏈即等于給定值的同時(shí)其定向也就到了位，能同時(shí)解決正確建立電機(jī)端電壓和實(shí)現(xiàn)定子磁鏈保持為給定值的定向矢量控制性能這二個(gè)關(guān)鍵問題，此在線自校正技術(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與否及定子頻率高低無關(guān)，這種優(yōu)良性能正好能滿足上述的要求。
下面將結(jié)合仿真結(jié)果來加以說明。
2 仿真結(jié)果
由于靜摩擦系數(shù)大于動(dòng)摩擦系數(shù)及電機(jī)零速下起動(dòng)時(shí)軸承室中油膜尚未建立，故零速下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于運(yùn)行轉(zhuǎn)矩，問題的焦點(diǎn)集中在電機(jī)零速下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩—電流比性能方面，以下的仿真重點(diǎn)因而也在這一方面進(jìn)行。
圖1與圖2的電機(jī)參數(shù)完全一致，且都處于電機(jī)零速下，但不同的是:
(1) 圖1采用文獻(xiàn)[1>的在線自校正技術(shù)，其端電壓與頻率的關(guān)系，由自校正技術(shù)自動(dòng)形成。
(2) 圖2無在線自校正，其端電壓與頻率的關(guān)系，如常用的壓頻比為常數(shù)的控制。
圖1與圖2均經(jīng)歷了定子頻率f分別為1Hz、2Hz及3Hz的三個(gè)階段，以觀察定子頻率f變化所帶來的影響。
在圖1中，預(yù)勵(lì)磁時(shí)間約為3s，自此以后，定子磁鏈即使有微小波動(dòng)，亦保持在給定值(標(biāo)幺值為1)附近而最后穩(wěn)定在給定值上，這和定子頻率、電流、轉(zhuǎn)矩以及電機(jī)溫度等的變化無關(guān)。
圖1 有在線自校正，處于電機(jī)零速下
圖2 無在線自校正，處于電機(jī)零速下
在圖2中, 定子磁鏈的最大值也只達(dá)到給定值的50%，這說明電機(jī)磁路未得到有效的利用，如要獲得高轉(zhuǎn)矩，就必須大幅度增大變頻器的電流容量。
在圖1中，分別與f=1Hz、2Hz、3Hz相對應(yīng)的有:
(1) 定子電流部分:I1=9，I2=12.5，I3=16.45;
(2) 電磁轉(zhuǎn)矩部分:T1=6.5，T2=13，T3=18.65;
(3) 轉(zhuǎn)矩—電流比部分:K1=T1/I1=0.72，
K2=T2/I2=1.04，K3=T3/I3=1.133。
在圖2中，分別與f=1Hz、2Hz、3Hz相對應(yīng)的有:
(1) 定子電流部分:I10=3.4，I20=5.7，I30=7.903;
(2) 電磁轉(zhuǎn)矩部分:T10=0.95，T20=2.65，T30=4.305;
(3) 轉(zhuǎn)矩—電流比部分:K10=T10/I10=0.279，
K20=T20/I20=0.465，K30=T30/I30=0.544。
則圖1的轉(zhuǎn)矩—電流比與圖2的轉(zhuǎn)矩—電流比之間的相對比值G(無單位)分別為:G1=K1/K10=2.58，
G2=K2/K20=2.236，G3=K3/K30=2.08。
3 結(jié)束語
從上可見，圖1的轉(zhuǎn)矩—電流比與圖2的轉(zhuǎn)矩—電流比之間的相對比值G均大于2(如果在電機(jī)處于熱態(tài)下起動(dòng)，這個(gè)相對比值G還會(huì)顯著加大，而用戶所提出的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保證值是不論電機(jī)處于冷態(tài)或處于熱態(tài)的)。 這說明在同樣的電流下，有在線自校正比無在線自校正所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩至少能大一倍;或者說在同樣的轉(zhuǎn)矩下，有在線自校正比無在線自校正所需的電流至少能小一倍。這樣就能大幅度減少變頻器的電流容量，從而帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益并取得節(jié)約可貴資源的社會(huì)效果。
所述的在線自校正技術(shù)在起動(dòng)后還繼續(xù)發(fā)揮作用，因此預(yù)勵(lì)磁時(shí)間可看作是電機(jī)定子磁鏈上升到快要接近給定值的時(shí)間。先預(yù)勵(lì)磁然后起動(dòng)，這和直流傳動(dòng)中的操作程序一樣。
所述的分析，則能構(gòu)成新型具有溫度自適應(yīng)和高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的高性能變頻調(diào)速器。
所述的分析，則能構(gòu)成有速度傳感器的新型具有溫度自適應(yīng)和高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的高性能矢量控制變頻調(diào)速器。
所述的分析，則能構(gòu)成無速度傳感器的新型具有溫度自適應(yīng)和高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的高性能矢量控制變頻調(diào)速器。
所述的在線自校正亦即自調(diào)節(jié)技術(shù)既用于電機(jī)零速狀態(tài)又繼續(xù)用于電機(jī)起動(dòng)后的運(yùn)行狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)組成、調(diào)節(jié)參數(shù)選取及采樣周期適配等等都來自一整套并行之有效的專有技術(shù)。
