交流电机控制策略的发展综述

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1、交流电机控制策略的发展综述摘要：对交流电机的控制方法进行了科学分类，可分为基于稳态模型的控制方法和基于动态模型的控制方法两大类，其中后者又可分为基本控制方法（也即矢量控制和直接转矩控制）、线性控制方法、非线性控制方法、智能控制四类。全面综述地分析和比较了它们的原理、优点、缺点、适用范围及应用情况。每种控制策略都有各自特点，在电机控制应用中应当根据性能要求，选用与之相应的控制方法，以取得最佳性能。每种控制方法都还存在缺陷，指出了交流电机控制算法的发展趋势。关键词：交流传动；交流电机；控制策略；矢量控制；直接转矩控制Abstract：ACmotorcontrolmet

2、hodsarescientificallyclassified，whichcanbedividedintotwocategories,namelycontrolmethodsbasedonbothsteady-statemodelanddynamicmodel，andthelattercanbedividedintofourcategoriesincludingthebasiccontrolmethods（thatis，vectorcontrolanddirecttorquecontrol），linearcontrolmethods，nonlinearcontro

3、lmethodsandintelligentcontrolmethods．Theprinciples，advantagesanddisadvantages，scopesandapplicationsofthesecontrolmethodsarecomprehensivelyanalyzedandcompared．Eachcontrolmethodhasitsowncharacteristics，inapplicationofmotorcontrol，theappropriatecontrolmethodshouldbeselectedtoachievetheop

4、timalperformanceaccordingtoperformancerequirements．Inaddition，eachcontrolmethodhasitsdrawbacks，thedevelopingtrendsofACmotorcontrolalgorithmarealsoprospected．Keywords：ACdrive；ACmotor；controlstrategy；vectorcontrol；directtorquecontrol随着电力电子技术、微电子技术、数字控制技术以及控制理论的发展，交流传动系统的动、静态特性完全可以和直流传动系

5、统相媲美，交流传动系统获得广泛应用，交流传动取代直流传动已逐步变为现实。由于交流电机本质上为非线性、多变量、强耦合、参数时变、大干扰的复杂对象，它的有效控制一直是国内外研究的热点问题，现已提出了多种控制策略与方法。其中经典线性控制不能克服负载、模型参数的大范围变化及非线性因素的影响，控制性能不高；矢量控制、直接转矩控制也存在一些问题；近年来，随着现代控制和智能控制的理论发展，先进控制算法被应用于交流电机控制，并取得一定成果。这些方法各有特点，在实际应用中需根据具体要求适当选择，才能实现最佳效果。因此，全面了解各种控制策略非常重要。本文将对当前交流电机常用控制策略进

6、行了全面地分析和比较，给出其优缺点，并指出发展方向。1交流电机的控制算法1.1基于交流电机稳态模型的控制方法常用的稳态模型控制方案有开环恒V/f比控制（即电压/频率=常数）和闭环转差频率控制。（1）恒压频比控制（ConstantV/fControl，VFC）此法是从变压变频基本控制方式出发的且不带速度反馈的开环控制方式。由于在额定频率以下，若电压一定而只降低频率，那么气隙磁通就要过大，造成磁路饱和，严重时烧毁电机。为了保持气隙磁通不变，VFC采用感应电势与频率之比为常数的方式进行控制。此法优点：结构简单，工作可靠，控制运算速度要求不高等。此法缺点：开环控制的调速精

7、度和动态性能较差；只控制了气隙磁通，而不能调节转矩，性能不高；由于不含有电流控制，起动时必须具有给定积分环节，以抑制电流冲击；低频时转矩不足，需转矩补偿，以改变低频转矩特性。（2）闭环转差频率控制（Close-loopSlipFrequencyControl，SFC）此法是一种直接控制转矩的控制方式。在电机稳定运行时，在转差率很小的变化范围内，只要维持电机磁链不变，电机转矩就近似与转差角频率成正比，因此控制转差角频率即可控制电机转矩。此法优点：基本上控制了电机转矩，提高了转速调节的动态性能和稳态精度。此法缺点：不能真正控制动态过程的转矩，动态性能不理想。上述两种控

8、制方法基本