矢量控制型变频器在提升系统上的应用

樊冰 刘红兵 崔勇

（1. 武汉长海高新技术有限公司，武汉 430223；2. 中国船舶重工集团公司第七一二研究所，武汉 430064）

1 引言

随着变频器技术的发展和广泛应用，交流电机逐步代替直流电机应用于提升系统，其中变频器是交流电机调速的核心装置。利用变频器控制交流电机，具有成本较低，机械特性硬度较好等特点，能满足一般传动的平滑调速要求。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。相比之下，其机械特性最终没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。针对这些传统交流变频控制所固有的缺点，可以采用矢量控制变频调速。

2 矢量控制的基本原理

矢量控制变频调速是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic，通过三相——二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流 Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。……