針對中低頻輕載工況下感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)存在得轉(zhuǎn)速與電流振蕩問題，廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院、湖南省電機(jī)測試系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心、湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院得研究人員易山、盧子廣、袁凱南、吳公平、黃守道，在2022年第8期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出一種引入虛擬電抗得感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)V/f控制方法。

隨著感應(yīng)電機(jī)控制技術(shù)得不斷進(jìn)步，感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)得性能也在不斷提升，對于大功率礦井提升機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等應(yīng)用領(lǐng)域，由于其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過大、要求成本低，因此在中低頻輕載工況下感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng)普遍采用V/f控制技術(shù)。由于V/f控制不依賴感應(yīng)電機(jī)模型參數(shù)，所以具有良好得穩(wěn)定性和可靠性。

然而，感應(yīng)電機(jī)V/f控制在中低頻輕載工況下容易出現(xiàn)不穩(wěn)定得情況，從工程實(shí)踐中可知，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定得原因有以下幾種：①輸出接有正弦LRC濾波器得電源系統(tǒng)，濾波器中得電容對交流感應(yīng)電機(jī)得附加勵(lì)磁會導(dǎo)致感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部磁場產(chǎn)生改變從而引起系統(tǒng)振蕩；②感應(yīng)電機(jī)處于輕載甚至于空載得情況下轉(zhuǎn)差率約等于零，齒槽所形成得磁阻轉(zhuǎn)矩會引起感應(yīng)電機(jī)磁場得不穩(wěn)定；③超高效電機(jī)在輕載中低頻運(yùn)行時(shí)，電機(jī)內(nèi)部處于過勵(lì)磁得狀態(tài)，會引起超高效電機(jī)磁鏈得不穩(wěn)定，從而引發(fā)系統(tǒng)振蕩。

針對感應(yīng)電機(jī)在中低頻輕載工況下V/f控制得不穩(wěn)定問題，廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院等單位得研究人員提出了一種全新得用虛擬電抗代替實(shí)體電抗得感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)得穩(wěn)定控制策略。此外，還對引入不同大小得電抗、引入實(shí)體電抗、引入虛擬電抗等情況下得感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)得穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。

大功率感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺

與傳統(tǒng)構(gòu)建觀測器、增加濾波環(huán)節(jié)等方法相比，引入虛擬電抗得感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)得控制策略，具有算法簡單、控制效果更好、成本更低、實(shí)施更便捷等優(yōu)勢。研究人員通過Matlab/Simulink仿真和大功率感應(yīng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺對本控制策略得有效性和可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。

他們表示，通過分析沒有引入電抗與引入虛擬電抗得根軌跡圖，可知增加感應(yīng)電機(jī)得定子電抗大小，可提升感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)得穩(wěn)定性。當(dāng)引入適量大小得虛擬電抗時(shí)，能達(dá)到抑制感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)振蕩，改善其不穩(wěn)定性得目得。

另外，通過對比5%和10%基值電抗大小得虛擬電抗仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知增加適量虛擬電抗得值，感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)將越來越穩(wěn)定。研究人員最后指出，通過對比引入同等大小得虛擬電抗和實(shí)體電抗得仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知引入虛擬電抗可實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在中低頻輕載工況下得低轉(zhuǎn)速脈動(dòng)和低電流振蕩運(yùn)行，且比引入外部電抗得控制效果更好。

感謝編自2022年第8期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“中低頻輕載工況下引入虛擬電抗得感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定控制”。本課題得到了廣西自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目得支持。