交流電機控制策略分析

王貴亞

摘要：本文將詳細介紹交流電機控制的整體趨勢，并指出開展穩(wěn)態(tài)模型、設(shè)置動態(tài)模式及完善智能控制三項控制交流電機的有效策略。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，自動化水平的提高，當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中已廣泛使用交流電機，對于控制，交流電機的要求較高，因此，技術(shù)人員應(yīng)采用科學(xué)的措施，進而提高工業(yè)生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：交流電機;控制策略;動態(tài)模型

前言：信息與科學(xué)技術(shù)在發(fā)展的同時，也帶動了我國工業(yè)生產(chǎn)的總體水平，在使用交流電機的過程中，采用數(shù)控技術(shù)可有效控制此類電機的生產(chǎn)。在交流電機中，交流電可與機械進行相互轉(zhuǎn)化，但在實際操作時，由于影響交流電機的參數(shù)較多，存在較多問題，因此，相關(guān)人員可采用策略控制法對交流電機加以控制。

一、交流電機控制的整體趨勢

交流電機的控制在發(fā)展過程中，雖產(chǎn)生些許問題，但整體趨勢仍處在進步與發(fā)展中，隨著信息與電子技術(shù)的發(fā)展與完善，較多復(fù)雜的動作也可借助數(shù)字處理器進行操作，提升了操作的速度，針對復(fù)雜的算法，部分技術(shù)人員已開始應(yīng)用。

具體來說，首先，交流電機的控制需要較強的轉(zhuǎn)速信號，若安裝速度傳感器會產(chǎn)生較多問題，在開展實際控制的過程中，技術(shù)人員可測量交流電機中的其他信號，進而對其轉(zhuǎn)速進行大致的估算。當(dāng)前階段，人們將興趣點放在無速度傳感器上。

其次，交流電機的諸多參數(shù)，如轉(zhuǎn)子與定子等，其會因環(huán)境或條件的改變而產(chǎn)生變化，在控制交流電機時，應(yīng)盡量保持環(huán)境的穩(wěn)定，避免相關(guān)參數(shù)受到影響。同時，技術(shù)人員對于不同類型的參數(shù)要進行研究與分析，必要時可采用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模型適應(yīng)法與最小二乘法等方式進行識別與分辨。

最后，為更有效地控制交流電機，在未來技術(shù)人員可將多種控制方式進行巧妙結(jié)合，并做到相互補充，將優(yōu)勢集中起來，進而有效完善與提高交流電機的控制能力，克服單一控制法的缺陷與不足。比如，技術(shù)人員可有效結(jié)合多種交流電機控制技術(shù)，如模糊和PID、神經(jīng)與模糊及變結(jié)構(gòu)與自適應(yīng)等，使其形成優(yōu)勢互補，并將各自控制技術(shù)的優(yōu)勢最大化[1]。

二、控制交流電機的有效策略

（一）設(shè)置穩(wěn)態(tài)模型

技術(shù)人員應(yīng)設(shè)置科學(xué)的穩(wěn)態(tài)模型，該模型的控制方式有兩種，即開環(huán)橫比與閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率法。其一，開環(huán)橫比控制法的來源是基于變壓變頻控制技術(shù)，其工作環(huán)境中主要應(yīng)用恒壓變頻，當(dāng)磁路發(fā)生飽和時，其電機會被自動燒毀，該控制法的優(yōu)點為可靠，且結(jié)構(gòu)簡單，對運算速度并無太嚴格的要求，但其問題也較多，如調(diào)整動態(tài)性的能力不足、不易控制運算精度等。其二，閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制法則對開環(huán)橫比法的劣勢進行有效補充，針對交流電機轉(zhuǎn)矩，該方式可直接參與控制，若交流電機的轉(zhuǎn)差穩(wěn)定或偏小，應(yīng)盡量使用此方法，其優(yōu)勢在于保障了計算精度的同時，其轉(zhuǎn)速可進行動態(tài)調(diào)節(jié)，單對轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程很難有效控制。

（二）完善動態(tài)模型

技術(shù)人員還可利用動態(tài)模型控制交流電機，動態(tài)模型的特點較多，如多變量、非線性等，交流電機的電壓與轉(zhuǎn)動頻率可被有效轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速與磁鏈等。當(dāng)前的使用方法為矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩。

其一，技術(shù)人員開展矢量控制時，其目的在于保障其動態(tài)性能的調(diào)整能力，采用矢量變化的過程中，異步電機的操作方式與直流電機相似，其控制方式主要分為兩種，即轉(zhuǎn)子磁鏈控制與定子磁場控制。轉(zhuǎn)子磁鏈控制可分成轉(zhuǎn)矩與勵磁，二者的控制法有些許不同，在實際控制中，當(dāng)勵磁電流不發(fā)生改變時，才能控制轉(zhuǎn)矩，二者不能同時控制。定子磁場控制法則利用轉(zhuǎn)子回路參數(shù)，若降低該參數(shù)的數(shù)值，進而控制交流電機。技術(shù)人員采用矢量控制法可有效優(yōu)化交流電機的控制程序，達到相應(yīng)的控制效果。但在具體操作時，該方式對參數(shù)的依賴性較強，進而影響最終的效果呈現(xiàn)。

其二，直接轉(zhuǎn)矩控制法可有效彌補矢量控制法的缺點，該控制方式較為宏觀，其將操作的設(shè)備當(dāng)作一個完整的控制整體，將部分操作步驟簡化，該方式的好處在于易操作，顯示出的結(jié)構(gòu)也較為簡單，其效果不會受動態(tài)或靜態(tài)的影響，但劣勢也存在，由逆變器傳輸過的電流會產(chǎn)生畸變，針對電流控制，要采取額外的措施，既增加了控制成本，又帶來不小的安全隱患[2]。

（三）開展智能控制

在操作交流電機時，因其存在多變量、非線性等特征，任何一種算法都較難控制交流電機的整體，因此，技術(shù)人員還可采用智能控制法，該方法是未來技術(shù)人員的研究方向。借助智能控制，可有效控制參數(shù)變化，降低參數(shù)因素對交流電機的影響。智能控制包含的控制方式有兩種，即模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。

第一，控制人員使用模糊控制法時，可進行模糊推理，該機械的思維方式與人類相似，盡量將相關(guān)數(shù)值模糊化，進而降低對參數(shù)的依賴度，防止因非線性或參數(shù)變化而影響對交流電機的控制。采用模糊控制法更像是專家進行操作與控制，該方式的適應(yīng)能力較弱，穩(wěn)態(tài)與控制精度也有待提升。

第二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法通常的構(gòu)成核心為人類大腦網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)勢在于建模的速度較快，對諸多不確定因素也能快速應(yīng)對，發(fā)現(xiàn)錯誤的速度較快，利于及時糾正，進而將問題快速處理。

在比較專家法、模糊控制法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法時，其存在不同的優(yōu)點與不足，若將三者有效融合，建立起更為完善的控制系統(tǒng)，可有效加強自身優(yōu)勢，并彌補自身存在的劣勢。例如，某工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在控制交流電機時，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制法進行有效結(jié)合，不但使模糊控制自學(xué)能力得到增強，也提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運轉(zhuǎn)速度，使該控制更具實時性，從而促進了該工廠交流電機的控制。

總結(jié)：綜上所述，控制交流電機已成為發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵，交流電機在被控制的過程中，借助無速度傳感器，可了解到當(dāng)前可使用智能化操作進行交流電機控制，對轉(zhuǎn)矩控制的效果較好。因此，為更好地控制交流電機，相關(guān)人員應(yīng)利用信息技術(shù)有效控制該機械，使其發(fā)展方向逐漸變成數(shù)字化、智能化。

參考文獻：

[1]劉聰，韓亞麗.感應(yīng)電機模型預(yù)測起動控制策略[J].微電機，2019，52（12）：101-106.

[2]付家祥.多相電機控制策略研究綜述[J].通信電源技術(shù)，2018，35（05）：28-29.