郝晓弘 杜旭红 王永奇

(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃 兰州 730050)

0 引言

在工业通风系统中，大多数风机均采用恒速电机拖动。当生产工艺需求的风压、风速、风量指标发生变化时，采用调节风机的风门和挡板开度大小以及调节其他相关设备的节流损失和设备维修费占生产成本的7%～25%，降低了风机的使用效率，使风压控制精度受限，影响了产品的质量和生产效率[1]。采用变频器拖动电机的闭环控制，可由传感器感知外部负荷和速度的变化，使闭环机械特性变硬、调速范围变宽、低频转矩增大、带载能力提高，节电率达到23% ～40%，并可延长电机寿命达2～4倍以上[2]。

本文结合变频调速闭环的优点，避免无转速闭环的压力单环动态性能差、电机运转不平稳、系统损耗大、噪声污染严重的缺点，采用PID控制转速内环和模糊自适应PID控制风压外环的双闭环控制策略，实现了输出参数随给定风压的变化而变化的在线自适应调节，保证了系统的输出质量，达到了提高系统工作效率、节约生产成本的目的。

1 通风系统建模

1.1 异步电动机的数学模型

由于描述异步电动机动态过程的是一组非线性微分方程，采用一个传递函数来准确地表示异步电动机在整个调速范围内的输入输出关系是不可能的。因此，忽略其电磁惯性，只考虑同轴旋体的机电惯性，可将异步电动机看作输入为交流电频率f、输出为转速n的单变量环节[2－3]，即可得到异步电动机的近似线性化传递函数为：