李 琳， 雷 蓓

（西安石油大学 陕西省钻机控制技术重点实验室， 陕西西安 710065）

0 引言

异步电动机具有结构简单、牢固耐用、过流能力大、容易维护及价格低廉等优点，广泛应用在现代交流传动系统中。相对直流电机，它是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，很难实现高动态性能。由于电力电子技术和交流电机控制理论的发展，许多现代控制方法应用到异步电机调速系统，如矢量控制、直接转矩控制、滑模

控制等，使异步电机调速系统性能越来越好[1-2]。

1 异步电机的矢量控制

矢量控制是通过坐标变换的方法，将异步电动机模型等效成直流电机模型，分解异步电机的定子电流，使能独立控制转矩和磁场有关的两个分量，实现对交流电动机转速和磁链控制的完全解耦。矢量控制系统框图如图1所示。

图1 矢量控制系统框图

1.1 矢量控制变频调速原理

根据矢量控制理论，遵循在不同坐标系下所产生的磁动势完全一致的原则，经过三相——两相变换和旋转变换，将异步电机定子电流空间矢量进行分解，在转子磁场定向坐标系(M-T)中将异步电机模型转换为直流电机模型来进行控制。在沿转子磁场定向的M、T 同步旋转坐标系中,对于笼型转子电机,转子短路,则um2=ut2=0，数学模型中的电压方程可简化成公式(1)所示。

式中，um1,ut1为定子电压矢量的M分量和T分量；R1，R2为定子和转子电阻；Ls，Lr为定子和转子绕组的自感；Lm为定转子绕组间的互感；ω1为定子频率的同步角速度；ωs为转差角速度；……