王培全 王鹏 韩正之

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240)

0 引言

基于矢量控制的异步电机节能增效控制方法，本质上是通过调节电机运行时磁链幅值来实现的。在采用转子磁场定向的电机矢量控制系统中，定子电流励磁分量和转矩分量是解耦的，转子磁链与励磁分量成正比，因此可以通过控制励磁电流来优化电机效率。目前异步电机节能控制方法大体上分为两种:模型法(Loss Model Control，LMC)［1，2］和 搜 索 法 (Search Control，SC)［3～6］。模型法通过建立异步电机最小损耗模型，直接由计算获得最优励磁，系统响应速度快，但是需要精确建模，受电机参数和合环境温度变化影响大，对不同电机缺乏通用性。搜索法省去了繁琐的铁芯分析，通过搜索电机运行的最小电流或者最小输入功率来确定最优运行点，不依赖于电机参数和模型的先验信息，寻优精度高，但是对电流、功率、转速等的测量要求高，并且算法收敛时间较长。Rosenbrock法、梯度法和黄金搜索法是早期研究的一些搜索算法。近年来，智能控制技术的发展为以多变量、强耦合、非线性、大滞后、时变等为特征的电机系统研究提供了有力的工具。滑模变结构、遗传算法、模糊控制［4－6］和人工神经网络等方法纷纷引入电机控制领域。

1 异步电机节能运行原理

异步电机的损耗包括定子铜耗、转子铜耗、铁耗、机械损耗以及杂散损耗。铜耗与定子和转子电流的平方成正比;铁耗与气隙磁通密度和电源频率有关;机械损耗与电流和气隙磁场无直接联系但是和机械转速有关，低速时机械损耗较小;杂散损耗是由于齿槽相对运动，磁阻变化等因素引起，难于建模也不易控制。……