1 概述
以变频器和伺服器为典型的可变速电动机操控用电力电子(PE)设备，跟着半导体器材制作技能、电路封装技能的前进而不断向高功用化、小型化、轻量化方向开展。在这些硬件技能前进的一起，电动机操控技能也在不断前进。图1所示为通用变频器中速度操控规模(调速比)的扩展。关于最简略的V/f操控，模型简化，即便电动机参数不知道，也适用于大部分感应电动机的驱动，速控规模约1∶10;而矢量操控时，要求具有精确的模型和正确的电动机参数，并装备速度传感器，其调速比已扩展到1∶1 000，15年间通用变频器的调速规模约前进了10倍。
操控功用的前进，依据树立高精度的模型。在CPU(中央处理单元)初始功用阶段，用于操控的电动机模型有必要简略。仅在CPU 功用前进今后，才有或许运用高精度的模型。这不只与CPU和功率半导体器材、传感器等硬件的开展有关，并且也涉及到电动机操控技能的前进。
如本来那样，将电动机的电路方程式作为模型运用，理论上可适用于异步电动机和同步电动机的矢量操控。但是，因温度、磁饱满导致电动机参数的改动，高次谐波、铁损的影响等，仍然是产生差错的主因。
在异步电机操控研讨中，树立电机的动态数学模型时为便利剖析，为便于列出其根本方程式，一般疏忽电机的铁损。但电机铁损是实在存在的。研讨标明选用高硅钢片做铁心资料的大型电机，其铁损约为铜损的10%~20%，而选用较厚一般硅钢片的小容量电机，铁损则可到达铜损的50%;此外，在精确异步电机矢量操控中，铁损的存在将影响定子电流中励磁电流重量与转矩电流的解耦，形成磁场定向差错，影响操控精度。故选用疏忽铁损的电机模型来研讨其操控体系，就有或许导致研讨成果的不精确。关于精确矢量操控及其相关操控的仿真研讨，电机模型的精确性直接影响仿真成果的可靠性。
在电动机操控范畴，因为实时模拟器的引进，前进了开发功率。用实时操作的仿真设备替代实践的电动机和变频器，以到达试验验证的高效化。并且，近年来在广泛使用的实时仿真设备等虚拟的开发环境中，为前进与实践设备(真机)的等值性，必须构建高精度的模型。也即，要结合电磁剖析、考虑电动机结构而树立的模型。电动机模型的高精度化，则可充沛显现电机操控技能的新开展。
本文对高精度模型及电动机操控的有关研讨予以论述。
2 电动机的操控与模型
现代沟通变频调速技能中，磁场定向的异步电动机矢量操控技能完成了转矩和磁链的解耦，使异步电动机的调速功用到达直流调速水平。但是在矢量操控算法中，电机的磁链瞬时值不能直接丈量，需依据定子电流、电压瞬时值和电机参数计算。电机参数设定不准会带来定向差错，损坏解耦联系，因而影响调速功用。
2.1 电动机的操控办法
为易于了解模型在电动机操控中的效果，现以感应电动机的操控办法为例阐明之。感应电动机操控办法中最简略的是V/f操控。当改动频率(f)时使输出电压(V)与f的比值固定不变，然后坚持励磁电流稳定。在这一V/f 操控下，仅用励磁电感和2 次阻抗树立电动机模型，而未考虑过渡项，这就愈加简化了正常状态下作为感应电动机模型的T 型等值电路。V/f操控时，模型中疏忽了电动机一次线圈因电压降而导致的实践有用电压下降，故在低速规模内，其特性劣化。
与此相应，矢量操控仍以电动机电路方程式作为模型运用。例如在固定的正交d-q 轴上，经过式(1)建模。
选用式(1)的数学模型进行无传感器矢量操控时，习惯磁通观测器的结构如图2所示。咱们运用的是由电动机电路方程式式(1)经变形后得到的动态方程式(2)。
操控目标为感应电动机，操控中所用的感应电动机模型由式(2)表明。假如电动机参数相符的话，对应于相同输入s的输出is是相同的。故若在彼此输出差错挨近零的操控下，动态变量的磁通椎在t=肄时是持平的，感应电动机的磁公例可求知。
如上所述，电动机模型到达了与电路方程式等值的水平。但跟着市场需求的不断前进，还要求进一步改善与开发建模技能。
2.2 自整定技能
从上节看到，操控办法越先进，越需求正确的电动机参数，为得到精确的电动机参数，则要求完成主动调谐(自整定)，即依据速度和负荷的改动，主动调整操控体系的参数，使体系具有快速的动态呼应。
自整定技能分为离线式(off-line)和在线式(online)两种，离线式自整定是变频器本身在离线情况下，具有测定、回忆电动机参数的功用。由离线式自整定测定的电动机参数参用于驱动电动机时，因损耗导致温度升高的不同测定条件和不同温度，使测定的电动机参数与实践的电动机参数有差错，体系运转后不能实时修正体系参数，因而劣化了操控功用，不能到达最佳操控特性。现在，电机参数离线自测定已被使用。而电机运转中，跟着集肤效应的影响，转子电阻和时间常数将产生较大改动，影响磁链定向和算法操控精度。因而，需求在矢量操控算法中，参加有用可行的转子参数在线辨识算法，以完成彻底解耦操控。
