基于滑模变结构的感应电机效率优化技术
崔春艳
1,2
,李奎
1
,
李
兵
2
,苗敬利
2
,
付
超
1
(1. 河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津 300130;2. 河北工程大学 信息与电气工程学
院,河北 邯郸 056038)
摘 要
:
针对常用的电机矢量控制系统中不考虑铁损的问题
,
为优化电机运行效率
,
提出一种基于滑模变结构的感
应电机效率优化控制技术. 在感应电机两相静止坐标系中建立了并联电阻型电机损耗模型
;设计了基于二
阶滑模的控制器
,
并利用超螺旋控制算法解决了相关度为 1 的滑模控制中抖动问题
;利用李亚普诺夫稳定
定理
,
证明了该控制系统的稳定性
,
同时推导出相应控制器的增益参数.MatlabSimulink 仿真结果表明
:基于
滑模的效率优化控制方法不仅能够降低电机损耗
,
提高电机运行效率
,
而且具有很好的动态调速性能
,
抗干
扰性好,鲁棒性强.
关键词:滑模变结构
;
铁损模型
;
效率优化
;
感应电机
中图分类号
:
TM346.2 文献标志码
:
A 文章编号
:
员远苑员原园圆源载(圆园14)园3原园园59原园7
Efficiencyoptimizationofinductionmotortechnologybasedon
slidingmodevariablestructure
CUIChun-yan
1,2
,LIKui
1
,LIBing
2
,MIAOJing-li
2
,FUChao
1
(1.Province-MinistryJointKeyLabofElectromagneticFieldandElectricalApparatusReliability,HebeiUniversityof
Technology,Tianjin300130,China;2.SchoolofInformantionandElectricEngineering,HebeiUniversityofEngineering,
Handan056038,China)
Abstract:Fortheoptimizationofmotorefficiency袁 akindofcontrolefficiencyoptimizationofinductionmotorbasedonslid鄄
ingmodevariablestructureispresentedtosolvetheproblemwithoutconsideringtheironlossofmotorvectorcon鄄
trolsystem.Theparallelresistancemotorlossmodelinthetwo-phasestationarycoordinateissetup.Thecon鄄
trollerisdesignedbasedonthetwoorderslidingmode袁 andsolvestheproblemofchatteringofslidingmodecon鄄
trolforthecorrelationdegree1bythesupertwistingalgorithm.Thestabilityofthecontrolsystemisprovedby
Lyapunovstabilitytheorem袁 andthegainparameterofcontrollerisdeduced.MatlabSimulinksimulationshows
thattheefficiencyoptimizationcontrolmethodbasedontheslidingmodecanreducethemotorloss袁 improvethe
operatingefficiencyofthemotor袁 hasgooddynamicspeedperformanceandgoodanti-interferenceperformance
andstrongrobustness.
Keywords:slidingmodevariablestructure;ironlossmodel;efficiencyoptimization;inductionmotor
收稿日期
:
2013-12-31 基金项目
:
国家自然科学基金项目
(
11272112);河 北 省 科技支撑项目
(
12213912D)
通信作者:崔春艳
(
1976—),女 ,博士研究生
,
讲师.E-mail:swallow_ccy@163.com
天津工业大学学报
允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再
第 33 卷第3期
圆园14 年 6 月
Vol.33 No.3
June 2014
为了解决矢量控制系统中的感应电机轻载低效
问题
,
国内外许多学者提出了多种效率优化控制方
法,根据优化原理可以分为基于最小输入功率控制和
基于损耗模型控制二大类
[1]
. 最小输入功率控制的原
理是在输出功率不变的前提下使输入功率最小. 它的
优点是不依赖于数学模型
,
缺点是要求输入功率的检
测精度高并且在线搜索时间长
,
因此不适用负载变化
快的调速系统. 基于损耗模型的效率优化技术是基于
建立的异步电机损耗模型,利用数学中函数求极值的
方法
,
求出电机损耗最小时对应的最优磁链. 该技术
早期文献[2-4]说明了通过选择最优磁链来降低损耗
的可能性
,
在标量和矢量控制系统中
,
分别建立了数
学模型,求出了最优磁链方程. 文献[5]在两相旋转坐
标系中,建立了电机考虑铁损的损耗模型
,提出了一
种矢量控制变频调速的效率优化控制方法
,解决了动
态响应速度慢的问题. 文献[6]进一步讨论了铁损变化