基于DSP的三相異步電機(jī)繞組變?cè)褦?shù)調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、在很多交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合中，如電動(dòng)汽車、機(jī)床主軸等，既需要電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)輸出較大的轉(zhuǎn)矩，又需要電動(dòng)機(jī)有較寬的調(diào)速范圍。然而在應(yīng)用傳統(tǒng)方法在電機(jī)的恒功率區(qū)進(jìn)行弱磁調(diào)速時(shí)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受到額定電壓和變頻器功率等級(jí)的限制。針對(duì)上述問題，繞組切換不失為一種好的方法。
　　本文首先分析總結(jié)了一些常用的繞組切換方法，并以三相異步電機(jī)為例，重點(diǎn)介紹了安川公司提出的變繞組擴(kuò)速方法，該方法通過改變定子繞組匝數(shù)來降低反電動(dòng)勢(shì)從而拓寬調(diào)速范圍。由于在采

2、用該方法進(jìn)行繞組切換的過程中會(huì)引起電機(jī)參數(shù)突變，目前還缺乏有效的暫態(tài)過程分析手段，無法應(yīng)對(duì)可能的電流沖擊、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、甚至功率器件損毀等情況。于是基于場(chǎng)路耦合仿真的解決思路，通過使用Maxwell與Simplorer軟件工具對(duì)繞組切換的暫態(tài)過程進(jìn)行聯(lián)合仿真，解決多抽頭電機(jī)建模和控制環(huán)路設(shè)計(jì)等問題。仿真結(jié)果與穩(wěn)態(tài)分析一致，暫態(tài)結(jié)果的準(zhǔn)確性需要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，采用安川的變繞組方法，在系統(tǒng)切換前的瞬間，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不得超過該速度所對(duì)

3、應(yīng)的最大輸出轉(zhuǎn)矩的一半，同時(shí)該文獻(xiàn)作者對(duì)切換后如何利用反電動(dòng)勢(shì)的提升空間沒有做具體討論。針對(duì)以上問題，本文提出了具體的改進(jìn)方案，即在勵(lì)磁電流恒安匝數(shù)原則切換后，通過提升勵(lì)磁電流（對(duì)應(yīng)間接矢量控制）或端電壓（對(duì)應(yīng)開環(huán)V/f控制）至額定水平，在短對(duì)間內(nèi)完成反電動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁的過渡，此后電機(jī)可以繼續(xù)弱磁調(diào)速。為了驗(yàn)證聯(lián)合仿真和上述的改進(jìn)方案，搭建了基于DSP的三相異步電機(jī)繞組變?cè)褦?shù)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別采用開環(huán)V/f控制和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的間接矢量控