基于周波控制和空間電壓矢量的離散變頻對(duì)比分析

張衛(wèi)江，李金文

(1.西藏農(nóng)牧學(xué)院，林芝 86000；2.承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校，承德 067000)

基于周波控制和空間電壓矢量的離散變頻對(duì)比分析

張衛(wèi)江1，李金文2

(1.西藏農(nóng)牧學(xué)院，林芝 86000；2.承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校，承德 067000)

對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，離散變頻是一種新穎的能有效提高電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的新型控制方法，但其存在電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重和電流有效有效值較大的缺點(diǎn)。為克服該缺點(diǎn)，首先從定子空間電壓矢量分析基于周波控制的離散變頻工作過(guò)程，明確定子電壓矢量的重復(fù)觸發(fā)是該離散變頻產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因。然后利用六邊形空間電壓矢量原理提出基于空間電壓矢量的離散變頻控制方法，將一個(gè)周期的電壓矢量減小至6個(gè)，避免了電壓矢量重復(fù)觸發(fā)或反方向?qū)?，以減少電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。最后從定、轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩仿真對(duì)比兩種離散變頻起動(dòng)過(guò)程，結(jié)果表明基于空間電壓矢量的離散變頻起動(dòng)轉(zhuǎn)矩更大、起動(dòng)更加平穩(wěn)，起動(dòng)過(guò)程性能明顯優(yōu)于基于周波控制的離散變頻。

離散變頻；周波控制；空間電壓矢量；轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)

0 引 言

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，但其直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩低、電流大，容易使電機(jī)發(fā)熱加速絕緣老化;同時(shí)過(guò)大的沖擊電流致使電網(wǎng)電壓瞬間下降，影響同網(wǎng)其他耗電設(shè)備的正常工作。傳統(tǒng)降壓軟起動(dòng)能減小初始起動(dòng)電流，但也大大降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于堵轉(zhuǎn)，隨著電壓的增大電磁轉(zhuǎn)矩按其平方倍數(shù)增加到大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入加速過(guò)程。即負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大的時(shí)候，降壓起動(dòng)只能減小沖擊電流并不能有效減小起動(dòng)電流。為提高電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并維持起動(dòng)電流在合理范圍內(nèi)，變頻是目前最直接有效的方法。

美國(guó)田納西理工大學(xué)Antonio Ginart教授于1999年提出基于晶閘管軟啟動(dòng)器的離散變頻控制方法[1]，其通過(guò)晶閘管的斬波作用在工頻電網(wǎng)上有選擇地連續(xù)導(dǎo)通若干正半波再連續(xù)導(dǎo)通同等數(shù)量的負(fù)半波，從而獲得近似正弦輸出的離散變頻，可稱之為周波控制離散變頻。文獻(xiàn)[2]提出一個(gè)基于全控器件的離散變頻控制算法，但主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，顯著增加硬件成本而缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。文獻(xiàn)[3-4]分析離散變頻并提出正負(fù)序分量法，并選擇正序或者正序分量較大的離散頻率可作為起動(dòng)頻率，但仿真顯示其諧波含量較大。文獻(xiàn)[5-7]提出離散變頻的等效正弦控制和恒壓頻比的切換方法，但實(shí)驗(yàn)表明電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)明顯，難以實(shí)用。文獻(xiàn)[8]使用4-3-2-1分頻切換離散頻率，提出功率因數(shù)角閉環(huán)控制，但仿真結(jié)果顯示仍存在較大電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

本文在深入研究基于周波控制離散變頻的基礎(chǔ)上結(jié)合基于六邊形空間電壓矢量的離散變頻控制方法[9]，對(duì)兩種離散變頻做進(jìn)一步的比較。首先利用定子電壓矢量分析基于周波控制的離散變頻7,4分頻實(shí)質(zhì)為定子電壓矢量的重復(fù)導(dǎo)通和插入零矢量的過(guò)程并得出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因，然后對(duì)比分析基于空間電壓矢量的離散變頻7,4分頻，最后通過(guò)仿真從定子電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)比兩種離散變頻的起動(dòng)性能，實(shí)驗(yàn)表明基于空間的電壓矢量的離散變頻性能明顯優(yōu)于基于周波控制的離散變頻方法。

1 基于周波控制的離散變頻分析

1.1 基于三相晶閘管的離散變頻原理

三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的基本主電路根據(jù)電動(dòng)機(jī)繞組接線形式有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[10]，如圖1所示。

圖1 三相晶閘管軟起動(dòng)控制主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

利用晶閘管的斬波作用，有選擇地連續(xù)導(dǎo)通工頻電源的正半波和負(fù)半波，從而整體上得到輸出近似正弦波的降頻電壓[1,3-5]。因?yàn)槭侵苯訌墓ゎl電源獲得的頻率，只能是50 Hz的整數(shù)分頻，即各分級(jí)頻率ωn=50/n，其中n=1,2,3,…。根據(jù)三相電壓相序分析，為獲得正序的三相電壓，得:

上式表明，只有n=4，7，10，…，時(shí)分頻所得三相電源才是正序的，n=2，5，8，…，時(shí)的分頻所得為負(fù)序電源，n=3，6，9，…，分頻后為不對(duì)稱電源容易產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。晶閘管控制下觸發(fā)導(dǎo)通的電壓只有在定子電流等于0才會(huì)自然關(guān)斷，所以7分頻的電壓波形如圖2所示，其中tg為電流斷續(xù)時(shí)間，α=90°為各相電壓周波的觸發(fā)角。通過(guò)觸發(fā)角可以實(shí)現(xiàn)變頻的同時(shí)保持電動(dòng)機(jī)的恒壓頻比。

圖2 離散變頻7分頻電壓波形

由圖2可見(jiàn)，離散變頻輸出電壓從整體上近似為正弦波，然而對(duì)于電動(dòng)機(jī)定子繞組，只有形成回路的電壓才能形成磁鏈產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。從定子電壓回路分析，觸發(fā)角α=90°時(shí)只存在兩相導(dǎo)通的情況，不考慮續(xù)流角時(shí)每個(gè)線電壓導(dǎo)通電角度為60°。一個(gè)周期有6個(gè)電壓導(dǎo)通區(qū)間，各區(qū)間導(dǎo)通線電壓和導(dǎo)通電角度如表1所示。

表1 α=90°時(shí)7分頻下導(dǎo)通相電壓及其導(dǎo)通電角度

從表1可見(jiàn)，離散變頻7分頻下每個(gè)導(dǎo)通區(qū)間存在3個(gè)線電壓，用空間電壓矢量表示其導(dǎo)通順序?yàn)閡CB-uAB-uAC-uAB-uAC-uBC-uAC-uBC-uBA-uBC-uBA-uCA-uBA-uCA-uCB-uCA-uCB-uAB，即一個(gè)7分頻周期內(nèi)每個(gè)空間電壓矢量間隔導(dǎo)通3次，6個(gè)不同的電壓矢量在不同時(shí)間內(nèi)間隔導(dǎo)通了18次，此對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行直接表現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩的持續(xù)脈動(dòng)。 離散變頻4分頻電壓波形如圖3所示，其中tg為電流斷續(xù)時(shí)間，觸發(fā)角α=60°?？梢?jiàn)，4分頻一個(gè)周期內(nèi)存在3個(gè)電壓導(dǎo)通區(qū)間，各區(qū)間電壓導(dǎo)通類(lèi)型及其導(dǎo)通電角度如表2所示。

圖3 離散變頻4分頻電壓波形

表2 α=60°時(shí)離散頻率4分頻導(dǎo)通相電壓及其角度

從表2可見(jiàn)，離散變頻4分頻為兩相到三相相間導(dǎo)通的過(guò)程，其中三相導(dǎo)通等于兩個(gè)兩相導(dǎo)通的疊加。用空間電壓矢量表示其導(dǎo)通順序?yàn)閡AB-uABC-uAC-uABC-uBC-uBC-uABC-uBA-uABC-uCA-uCA-uABC-uCB-uABC-uAB，一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)空間電壓矢量連續(xù)導(dǎo)通3次，其中兩個(gè)兩相導(dǎo)通疊加成一個(gè)三相導(dǎo)通。

1.2 周波離散變頻的軟起動(dòng)過(guò)程

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在離散變頻7可以穩(wěn)定運(yùn)行，由于頻率相差不大，也可以較容易切換到4分頻。但是4分頻之后若直接過(guò)渡到工頻電網(wǎng)則由于頻率過(guò)渡太大，容易導(dǎo)致電機(jī)氣隙磁場(chǎng)不足而引起轉(zhuǎn)速瞬間下降，進(jìn)而使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)失敗。3，2分頻雖不是正序電壓，電機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行，但可以選擇正序分量較大的分頻作為過(guò)渡頻率運(yùn)行1～2個(gè)周期[11]。依據(jù)周波離散變頻原理選擇相對(duì)正序的電壓波形，如圖4所示。

圖4 周波離散變頻3，2分頻電壓波形

2 基于空間電壓矢量的離散變頻過(guò)程分析

2.1 基于空間電壓矢量離散變頻原理

不同于前面的周波控制離散變頻，基于空間電壓矢量的離散變頻以定子電壓矢量為研究對(duì)象[12-13]，把構(gòu)成六邊形空間電壓矢量的6個(gè)兩相導(dǎo)通矢量uAC,uBC,uBA,uCA,uCB,uAB等間距在7個(gè)工頻周期內(nèi)觸發(fā)從而獲得新的頻率，即50/7≈7.14 Hz，三相電壓導(dǎo)通波形如圖5所示。

(a)六邊形空間電壓矢量

(b)六邊形空間電壓矢量對(duì)應(yīng)導(dǎo)通相電壓波形

圖5中tg=(7π/6+α)/ω，其中ω=50 Hz，當(dāng)α=π/2時(shí)tg=16.7 ms。從圖5中可見(jiàn)，首先通過(guò)晶閘管觸發(fā)空間電壓矢量，導(dǎo)通的晶閘管在每個(gè)空間電壓矢量作用完成后電流過(guò)零自然關(guān)斷，定子繞組開(kāi)路，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入作用時(shí)間為tg的零電壓矢量過(guò)程。轉(zhuǎn)子磁鏈在零電壓矢量?jī)?nèi)按其電路時(shí)間常數(shù)自由衰減。因?yàn)檗D(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)Tr隨著感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率增大而增大[14]，對(duì)于一般用途的功率大于15 kW的電動(dòng)機(jī),有Tr?tg，根據(jù)式(1)可知，轉(zhuǎn)子磁鏈幾乎不衰減，從而基于空間電壓矢量的7分頻可以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。

表3 α=90°時(shí)空間電壓矢量7分頻導(dǎo)通矢量及其電角度

基于空間電壓矢量的4分頻是在7分頻的基礎(chǔ)上把6個(gè)電壓矢量?jī)蓛珊喜⒂|發(fā)，如把電壓矢量uBC前移一個(gè)周期得到uAC和uBC在一個(gè)工頻周期內(nèi)連續(xù)觸發(fā)導(dǎo)通，依此得到基于空間電壓矢量的4分頻原理。其三相導(dǎo)通電壓波形如圖6所示。

圖6 α=120°時(shí)空間矢量離散變頻4分頻原理

圖6中，在電壓導(dǎo)通區(qū)間1中首先觸發(fā)導(dǎo)通uAC，在uAC未結(jié)束前觸發(fā)導(dǎo)通uBC，即定子繞組從兩相進(jìn)入三相導(dǎo)通狀態(tài)，接著A相晶閘管過(guò)零關(guān)斷，定子繞組自然過(guò)渡到uBC兩相導(dǎo)通，再到B,C相晶閘管也過(guò)零關(guān)斷后定子繞組開(kāi)路，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入零電壓矢量作用過(guò)程，轉(zhuǎn)子磁鏈以零電壓矢量開(kāi)始時(shí)刻的磁鏈為初值開(kāi)始按其閉合回路時(shí)間常數(shù)自由衰減。依此規(guī)律導(dǎo)通區(qū)間2,3即得到基于空間電壓矢量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4分頻原理。其導(dǎo)通相電壓及導(dǎo)通電角度如表4所示。

表4 α=120°時(shí)空間電壓矢量4分頻導(dǎo)通相電壓及其角度

由表4可見(jiàn)，空間電壓矢量4分頻實(shí)質(zhì)為從兩相到三相再到兩相導(dǎo)通和插入零電壓矢量的觸發(fā)過(guò)程，其中的三相導(dǎo)通相當(dāng)于兩個(gè)兩相導(dǎo)通的矢量疊加。因?yàn)槿鄬?dǎo)通的存在使得同一區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)電壓矢量切換更加圓滑。

2.2 空間電壓矢量離散變頻軟起動(dòng)過(guò)程

由周波離散變頻分析可知，3分頻為不對(duì)稱，2分頻為負(fù)序。按正序六邊形空間電壓矢量觸發(fā)順序得到的離散頻率磁鏈按正序旋轉(zhuǎn)，但是從整體上負(fù)、零序電壓仍不能長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行，只能作為頻率過(guò)渡過(guò)程運(yùn)行幾個(gè)周期。其分頻為依據(jù)空間電壓矢量變頻原理把電壓矢量uAC,uBC,uBA在一個(gè)工頻周期內(nèi)連續(xù)觸發(fā)，間隔零電壓矢量之后再次連續(xù)觸發(fā)導(dǎo)通uCA,uCB,uAB，依此循環(huán)得到基于電壓空間矢量的離散變頻3分頻電壓波形。把6個(gè)空間電壓矢量在一個(gè)工頻周期內(nèi)連續(xù)觸發(fā)，間隔零電壓矢量之后再循環(huán)觸發(fā)即得到基于空間電壓矢量的2分頻電壓波形。3，2分頻相電壓波形如圖7所示。

圖7 基于空間電壓矢量離散變頻3，2分頻相電壓波形

3 兩種離散變頻仿真對(duì)比分析

3.1 周波離散變頻軟起動(dòng)過(guò)程仿真

根據(jù)周波離散變頻軟起動(dòng)原理建立基于MATLAB/Simulink仿真模型，因?yàn)楣I(yè)中軟起動(dòng)一般用于功率大于15 kW的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，所以選用電機(jī)參數(shù)為：P=15 kW，Ue=380 V，ne=1 460 r/min，ie=29.5 A，fe=50 Hz，Lm=64.19 mH，Rs=0.2147 Ω(20℃)，Rr=0.2 205Ω(20 ℃)，Lsσ=Lrσ=0.991 mH，J=0.602 kg·m2。仿真周波離散頻率7,4和3，2變頻起動(dòng)過(guò)程，其中7分頻運(yùn)行0.56 s，4分頻運(yùn)行0.4 s，3分頻為不對(duì)稱相序只作為過(guò)渡過(guò)程運(yùn)行0.24 s，2分頻為負(fù)序相序只簡(jiǎn)單運(yùn)行0.04 s作為切換到工頻的銜接過(guò)程，切換到工頻之后加0.4 s的斜坡升壓過(guò)程可有效較小電流沖擊。電機(jī)負(fù)載率為50%，仿真波形如圖8所示。

由圖8可見(jiàn)，周波離散變頻起動(dòng)電流較小，初始電流只有額定電流的3.3倍，切換到工頻電網(wǎng)時(shí)則由于頻率變化過(guò)快導(dǎo)致定子電流顯著增加，最大電流約為額定值的5.6倍。整個(gè)起動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速較為平滑，頻率切換過(guò)程無(wú)明顯抖動(dòng)，切換到工頻斜坡升壓后電機(jī)加速較快且轉(zhuǎn)速無(wú)明顯超調(diào)，電磁轉(zhuǎn)矩總體上較為穩(wěn)定，只在7分頻穩(wěn)定運(yùn)行后正負(fù)轉(zhuǎn)矩變化較為明顯。

(a) 定子A相電流

(b) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

(c) 電磁轉(zhuǎn)矩

3.2 空間電壓矢量離散變頻軟起動(dòng)過(guò)程仿真

建立基于空間電壓矢量離散變頻軟起動(dòng)過(guò)程仿真模型，使用相同的電動(dòng)機(jī),在同樣50%負(fù)載率下運(yùn)行相同的時(shí)間，仿真波形如圖9所示。

(a) 定子A相電流

(b) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

(c) 電磁轉(zhuǎn)矩

對(duì)比圖8可見(jiàn)，空間電壓矢量離散變頻起動(dòng)定子電流有效值較小，初始電流為額定電流的3倍，切換到工頻電網(wǎng)時(shí)的最大電流約為4.8倍的額定值。變頻起動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速更為平滑，而且整個(gè)起動(dòng)過(guò)程電磁轉(zhuǎn)矩?zé)o負(fù)值，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小。

從圖8、圖9的電磁轉(zhuǎn)矩波形可見(jiàn)，周波離散變頻轉(zhuǎn)矩波動(dòng)明顯，尤其在7分頻段。究其原因，如表1所示，一個(gè)電壓導(dǎo)通區(qū)間內(nèi)觸發(fā)了3個(gè)不同方向的電壓矢量，相鄰區(qū)間內(nèi)有兩個(gè)相同的電壓矢量重復(fù)觸發(fā)，如區(qū)間1中觸發(fā)導(dǎo)通了uCB，uAB，uAC，接著區(qū)間2又觸發(fā)導(dǎo)通了uAB，uAC，uBC，重復(fù)的uAB，uAC導(dǎo)通增大了電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，降低了電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能。對(duì)比表3中每個(gè)電壓導(dǎo)通區(qū)間只有1個(gè)電壓矢量，6個(gè)電壓導(dǎo)通區(qū)間的電壓矢量正好組成六邊形空間電壓矢量的6個(gè)邊，不存在電壓矢量重復(fù)觸發(fā)的問(wèn)題，能顯著減小電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)從而使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行更加平穩(wěn)。

由此得出，基于空間電壓矢量的離散變頻在相同負(fù)載率下起動(dòng)電流，起動(dòng)轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩均優(yōu)于基于周波控制的離散變頻控制方法。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文利用定子空間電壓矢量分析基于周波控制的離散變頻控制原理，明確該離散變頻產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因。提出基于空間電壓矢量的離散變頻控制方法，并對(duì)比了周波控制的離散變頻，得到以下結(jié)論：

1)利于周波控制的離散變頻產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因的定子電壓矢量的重復(fù)觸發(fā)。

2)基于六邊形空間電壓矢量的離散變頻一個(gè)周期內(nèi)只存在6個(gè)電壓矢量間隔導(dǎo)通。

3)基于空間電壓矢量的離散變頻方法從定轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩分析均優(yōu)于基于周波控制的離散變頻控制方法，其應(yīng)用前景更好。

[1] GINART A,ESTELLER R,MADURO A,et al.High starting torque for AC SCR controller[J].IEEE Transactions on Energy Control,1999,14(3):553-559.

[2] GORBUNOV R L,POSKNNYY G I.Symmetrical discrete frequency control for AC-chopper with mutual switching function[C]//International Conference of Young Specialists on Micro/nanotechnologies and Electron Devices.IEEE,2014:353 - 358.

[3] 趙凱岐,王毅,徐殿國(guó),等.晶閘管控制的感應(yīng)電機(jī)中提高起動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩的一種新策略[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2004,24(3):145-150.

[4] LI Donghui,DENG Xiaobin.Research on discrete variable frequency soft starting and electricity-economizing control system of induction motor[C]//International Conference on Electric Information and Control Engineering.IEEE,2011:4391 - 4394.

[5] 胡紅明,袁佑新,毛承雄.分級(jí)變頻的轉(zhuǎn)矩平滑上升軟起動(dòng)器[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,39(9):62-65.

[6] 李冬輝,吳昊,段克亮.基于離散變頻技術(shù)的電機(jī)重載軟起動(dòng)系統(tǒng)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)與工程技術(shù)版,2009,42:471-475.

[7] 李長(zhǎng)樂(lè),張揚(yáng),宮玉曉,等.基于等效正弦分頻過(guò)調(diào)制策略的感應(yīng)電機(jī)軟起動(dòng)控制系統(tǒng)[J].電機(jī)與控制應(yīng)用,2013,40(11):46-49.

[8] 張臻,童軍,韓海倫,等.基于分級(jí)變頻的高轉(zhuǎn)矩軟起動(dòng)器[J].電機(jī)與控制應(yīng)用,2015,42(3):76-81.

[9] 孟彥京,種馬剛,段明亮,等.基于空間電壓矢量的電機(jī)軟起動(dòng)特性研究[J].微特電機(jī),2015,43(12):23-26.

[10] 許大中.交流電機(jī)調(diào)速理論[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,1994.

[11] 張琦,紀(jì)同快.基于定子磁鏈定向的異步電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)比例諧振控制[J].微特電機(jī),2016,44(4):43-46.

[12] NIED A,DE OLIVEIRA J,DE F C R,et al.Soft starting of induction motor with torque control[J].IEEE Transactions on Industry Applications,2010,46(3):1002-1010.

[13] 馮惕,王儉.基于定子電壓空間矢量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2014,29(1):123-130.

[14] 王成元,夏加寬,孫宜標(biāo).現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

Research on Soft Starting of Discrete Variable Frequency Conversion of Induction Motor

ZHANGWei-jiang1,LIJin-wen2

(1.Tibet Agriculture and Animal Husbandry College,Linzhi 860000,China;2.Chengde Petroleum College,Chengde 067000,China)

For three-phase asynchronous motor, discrete frequency conversion is a novel control method which can effectively improve the starting torque of the motor. But it has serious electromagnetic torque ripple and large current effective value. To solve the problems, firstly, form the stator space voltage vector, the working process of discrete frequency conversion based on the cycle control was analyzed, the ripple reason was repeat trigger of stator space voltage vector. Secondly, utilizing the principle of hexagonal space voltage vector, the control method of discrete frequency conversion based on space voltage vector was proposed. The voltage vectors in a cycle are decreased to six, the repeat trigger or reverse conduction was avoided, the electromagnetic torque ripple was decreased. Lastly, through simulation and experiments, from the current and electromagnetic torque of stator and rotor, the start process of two discrete frequency conversions were contrasted. The results indicate that the start torque of discrete frequency conversion based on the space voltage vector is larger, the start process is more stable, the performance is better than discrete frequency conversion based on the cycle control.

discrete frequency conversion; cycle control; space voltage vector; torque ripple

2016-09-20

西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院青年基金項(xiàng)目(NYQNKY-8)

TM343

A

1004-7018(2017)03-0077-05

張衛(wèi)江(1977-)，男，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)殡娏﹄娮优c電力傳動(dòng)、電機(jī)軟起動(dòng)、控制與變頻調(diào)速。