李 楠， 余建华， 濮 霞

(河北军械工程学院，河北石家庄 050061)

0 引言

根据我国有关部门的调查统计，我国发电量的50%以上用于推动电机做功，其中90%的电机是交流电机，大部分能源消耗于400～40 000 kW、3～10 kV的大功率高压交流电机。这类高压电机被广泛应用于电力、冶金、石化、煤矿等大、中型企业，拖动风机、泵类、压缩机等各种负载设备，而且大多数采用直接恒速拖动，每年都会造成大量的能源浪费。此类负载工况变化较大，如采用交流调速技术实现变速运行，节能效果明显。高压变频器作为高压电机调速的主要手段，已被广大用户所认可，同时也被政府作为实施节能减排的手段之一而进行了积极的推广。

1 异步电机数学模型及坐标变换

三相异步电机是一个非线性、强耦合的多变量系统，直接对其控制相当困难，经过矢量变换可简化数学模型。忽略磁路饱和与铁心损耗，并考虑到转子回路输入电压等于零，可得异步电机在任意两相旋转坐标系中的数学模型。

电压方程:

磁链方程:

2 异步电机直接转矩控制

设施加于电机的三相电源相电压瞬时值为

式中:uAN、uBN、uCN——电机定子绕组端部 A、B、C三相对地电压;

uAO、uBO、uCO——电机定子绕组端部 A、B、C三相对直流母线中点电压;

uNO——地对直流母线中点电压。

定义电机定子电压空间矢量为

对于180°导通电压型两电平逆变器，同一桥臂的上下两个开关元件是互补动作的，所以桥臂中点对地电压只能取两个值:Ed/2或－Ed/2。用一个开关函数表示，则有

其中，sa、sb、sc为两个状态。sa=1表……