由電壓型逆變器和感應電動機組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)在空載或輕載條件下運行時，一些頻段上（例如20 Hz～30 Hz）很容易發(fā)生自激振蕩現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅會引起錯誤的機械振動，而且會使電機電流大幅振蕩，轉(zhuǎn)速波動嚴重，縮短了電機和其他電氣設備的使用壽命，大大影響了系統(tǒng)的控制精度和可靠性。隨著交流傳動技術(shù)的不斷完善，為進一步提高系統(tǒng)性能，如何解決自激振蕩問題成為人們研究的目標之一。

    隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們對交流調(diào)速系統(tǒng)的性能要求越來越高。近些年來，國內(nèi)外學者對感應電機自激振蕩進行了研究[1-10]，并取得了一些研究成果。
    本文對基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法三種振蕩抑制策略進行了研究，并對三種方法的實驗結(jié)果進行了比較。
1 自激振蕩抑制策略研究
    電機的振蕩情況可以通過相電流的波動情況反映出來，而且對于變頻調(diào)速系統(tǒng)而言，相電流的檢測也是必不可少的。可以通過檢測相電流得到準確可靠的振蕩判據(jù)，并采取措施抑制振蕩。該方法不需要增加硬件成本，實現(xiàn)簡單，成為目前主要的研究熱點。本文研究的三種方法均以檢測相電流為基礎。
1.1 基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法
    逆變器輸入到電機的功率包含無功功率和有功功率，而無功功率大部分用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，有功功率大部分產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。設逆變器輸入到電機的三相電流為iu、iv、iw，通過坐標變換將三相電流變換到以定子電壓矢量為d軸的同步旋轉(zhuǎn)坐標上，從而實現(xiàn)有功電流id和無功電流iq的解耦：



    通過以上分析可以看出，該方案不增加硬件成本，不受電機參數(shù)、逆變器參數(shù)等影響。由于有功電流分量是根據(jù)三相定子電流實時計算出來的，因此對穩(wěn)定性影響最大的是三相電流的檢測和濾波處理。如果檢測有誤差、時延或瞬態(tài)波動，則會引起調(diào)節(jié)頻率的較大波動，從而可能引入新的不穩(wěn)定因素。
1.2 基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法
    基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法以旋轉(zhuǎn)坐標系中的轉(zhuǎn)矩電流分量的變化率作為不穩(wěn)定度，對于以SVPWM調(diào)制方式的系統(tǒng)而言，實現(xiàn)該方法比較容易。但是對于原來不是基于旋轉(zhuǎn)磁場控制的系統(tǒng)而言，實現(xiàn)起來較為困難。基于對振蕩發(fā)生時定子電流變化的認識，本節(jié)討論如何以定子電流的變化率作為不穩(wěn)定度，設計PI調(diào)節(jié)器輸出頻率調(diào)節(jié)量，從而達到抑制振蕩的目的。

2 實驗驗證及對比分析
    在以TMS320LF2407A DSP為內(nèi)核的7.5 kW實驗平臺上對基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法三種振蕩抑制策略進行了研究，并對三種方案的實驗結(jié)果進行了對比。
2.1 基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法
    圖5為采用基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法，振蕩抑制前后相電流和轉(zhuǎn)速實驗波形圖。比較抑制前后的波形圖可以看出，電流和轉(zhuǎn)速的振蕩得到很大的抑制。抑制前，電流畸變較大，幅值跳變嚴重，周期不明確，轉(zhuǎn)速振蕩嚴重，變化劇烈；振蕩抑制算法啟動后，電流波形畸變明顯變小，正弦度較好，周期明確，轉(zhuǎn)速波動也明顯減小。

2.3 基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法
    圖7為采用基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法振蕩抑制前后相電流和轉(zhuǎn)速實驗波形圖。可以看出，雖然抑制后電流仍有輕微波動，但是從整體來看，該方案抑制振蕩效果是明顯的。

    可以看出三種方案抑制振蕩效果都比較顯著。綜合比較三種方案，在適用性方面，三種方案均不受逆變器、電機參數(shù)影響，適用性較好；從實驗效果上看，方案1效果最好，抑制后電流正弦度最好，但如果考慮實際應用中的復雜工況，由于方案3的調(diào)節(jié)量是PI作用的輸出，不會造成被調(diào)節(jié)量的突變，更適合于工程實用。本文通過實驗得出：頻率調(diào)節(jié)量控制在0.5 Hz～1 Hz為宜，電壓調(diào)節(jié)量以不超過額定電壓5%為宜。
    本文對基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法三種振蕩抑制策略進行了研究，并對三種方法進行了實驗驗證，結(jié)果表明三種方案抑制振蕩效果良好，并且不受電機、逆變器參數(shù)影響，可以方便地加入現(xiàn)有調(diào)速系統(tǒng)中實現(xiàn)振蕩抑制。
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