浅谈改善变频器性能的若干技术

用智能控制的方法，但是算法复杂，在复杂的V/f控制平台上实现比较困难。

2.3 简单磁通矢量控制方法

普通的V/f控制是建立在稳态电机模型上的，忽略了定子电阻压降，因而对电机动态过程中的状态不能控制，由于是开环控制，对负载的波动或者电机参数变化不敏感，动态性能不高。简单磁通矢量控制方法是在普通V/f控制的基础上对电机电流进行了控制，具体表现在通过把变频器输出的电流进行矢量分解计算得到力矩电流分量和励磁电流分量，然后调节电压使电机电流和负载力矩相匹配，从而改善低速力矩特性。该方法在6Hz时可以提供200%的额定力矩。矢量计算所用到的一些电机参数预先存放在控制器的RAM中，针对某一型号电机这些参数基本上是常数。

2.4 基于无速度传感器的矢量控制技术

对于高性能的交流调速控制系统，速度闭环是必不可少的，转速闭环需要实时的电机转速，目前速度反馈量的检测多是采用光电脉冲编码器、旋转变压器或测速发电机。速度传感器价格比较昂贵，明显增加了系统的硬件成本；对环境的适应能力不强，不利于使用在高温或者振动的场合；信号传输距离受到限制不能在长距离的线路中可靠的工作。因此研究无速度传感器交流调速系统，对提高系统的可靠性、环境的适应性、进一步扩大交流调速系统的应用范围具有重要意义，已经成为国内外学术界和工程界近年来的研究热点。 无速度传感器控制的最终目的是同时对电动机转速、转子磁链以及电动机参数进行精确的估记。对电机转速和磁链的估算方法有好多种，基于理想模型的观测和估计方法有：开环磁链估算和带补偿的磁链估算；模型参考自适应法（MRAS）；闭环观测器法。基于非理想特性的方法有：利用齿谐波信号的转速辨识方法；旋转高频注入转子凸极检测法；漏感脉动检测法；dq阻抗差异定向法；饱和凸极检测方法；对电机参数的检测有离线式检测和在线式检测两种方法。 无速度传感器矢量控制技术在实现中有几个特别值得关注的方面它们对系统控制性能和控制精度有着十分重要的影响。这几个方面是：

（1） 电流及电压信号的检测和信号处理技术 其中信号的处理技术主要是对检测到的电流电压信号如何进行有效精度的滤波，既能重现有效信号同时不产生幅值衰减和相位滞后。比较实用的方法有简化的扩展卡尔曼滤波器，形态滤波器等。

（2） 定子电阻的在线调整问题 定子电阻阻值在电机运行时随着温度升高有很大的变化，最大变化可以达到额定值的150%，如何在运行中在线检测定子电阻，同时调整相应的控制量，对系统性能的影响是很重要的。

（3） 死区效应的补偿技术

（4） 建立精确的动态电机模型问题 在线或者离线测得的电机参数只是在某一时刻得到的，如果参数在运行中 发生变化，电机的模型也应该相应的改变，以达到最佳的控制效果。目前实用研究中使用的较多的是模型参考自适应的方法。

（5） 逆变器模型的重构问题 这个技术主要是针对在极限情况下0Hz运行时提出的。这种情况下功率器件的饱和压降和集电极电流的时间关系都要加以考虑。

3 PWM调制策略的若干技术

早期的PWM调制方法基本上是通过硬件电路模拟产生，主要以正弦波脉宽调制为主，后来发展到模拟和数字电路混合控制，当前的调制技术基本上是通过软件算法直接实现的，软件实现有着非常明显的优势：程序编写灵活，修改方便，在相同的硬件条件下可以实现多种调制策略， 同时维护方便，抗扰性强。从最初追求电压波形的正弦，到电流波形的正弦，再到磁通的正弦；从效率最优，转距脉动最少，再到消除噪音等，PWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。PWM控制技术从控制思想上分，可以分四类，即等宽PWM法、正弦波PWM法（SPWM）、磁链追踪型PWM法和电流跟踪型PWM法。近几年新近提出的不连续的SVPWM方法和随机PWM方法在这里作为重点加以介绍。

3.1 SPWM法

SPWM法从电动机供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相对称正弦波电源。具体方法是以一个正弦波作为基准波（称为调制波），用一列等幅的三角波（称载波）与基准正弦波相交，由它们的交点确定逆变器的开关模式。为了提高逆变器的输出电压幅值，针对SPWM法，人们提出了准优化 PWM法，即三次谐波叠加法。在正弦波中注入一定比例的三次谐波后，调制波的幅值大大降低，在调制波没有过调制的情况下，可使基波幅值超过三角波幅值，实现调制系数大于1的调制。在这种调制方式下，最大调制比可提高到1.15左右，相应直流母线电压的利用率最大可提高15%。

3.2 SVPWM法

磁链追踪型PWM法又称为电压空间矢量脉