有限功率下的异步电机高速旋转研究

刘朝涛 张毅

【摘要】 当电源供电功率小于额定功率且不稳定无法驱动异步电动机高速运转，为了解决这个问题，本文建立了功率追踪模型。对电源的输入功率进行采样，再利用模型计算出需要的控制参数，结合矢量控制方法对异步电机进行功率控制，形成动态控制达到功率追踪的目的。在Matlab/Simulink环境下进行仿真，仿真结果证明该模型可以有效的追踪输入功率，电机能够以较高速度运转，能够达到了控制目的，具有较强的实际应用性。

【关键词】 异步电动机 功率追踪 矢量控制 Matlab/Simulink

为了应对日益严峻的能源危机和环境污染问题，各国已将使用清洁能源作为重要对策[1]。当下被公认的清洁能源主要有太阳能、风能和潮汐能等等，利用这些能源发电不仅可以解决偏远地方的能源供应难题也可以缓解环境的污染问题，但是这些能源发电受到季节，环境因素的影响较大，且发出的功率较小。

通用的异步电机调速系统都是通过接入电网而获得功率，功率相对电机是无穷的。在本文中，利用清洁能源发电给异步电机供电，功率收到了限制；为了解决在功率受限条件下异步电机难以高速运行的问题，建立了功率追踪模型，再结合矢量控制对电机进行调速，可以使得电机以较高速度旋转并且使得电磁功率和输入功率保持一致。

一、建立系统模型

1.1 异步电机的矢量控制

本文仿真所用的电机为三相交流异步电动机，由于异步电动机动态数学模型是一个高阶、强耦合、非线性、多变量的系统 [2～3]。……