由電壓型逆變器和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)在空載或輕載條件下運(yùn)行時(shí)，一些頻段上（例如20 Hz～30 Hz）很容易發(fā)生自激振蕩現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅會(huì)引起錯(cuò)誤的機(jī)械振動(dòng)，而且會(huì)使電機(jī)電流大幅振蕩，轉(zhuǎn)速波動(dòng)嚴(yán)重，縮短了電機(jī)和其他電氣設(shè)備的使用壽命，大大影響了系統(tǒng)的控制精度和可靠性。隨著交流傳動(dòng)技術(shù)的不斷完善，為進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，如何解決自激振蕩問題成為人們研究的目標(biāo)之一。

    隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)交流調(diào)速系統(tǒng)的性能要求越來越高。近些年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)感應(yīng)電機(jī)自激振蕩進(jìn)行了研究[1-10]，并取得了一些研究成果。
    本文對(duì)基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法三種振蕩抑制策略進(jìn)行了研究，并對(duì)三種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。
1 自激振蕩抑制策略研究
    電機(jī)的振蕩情況可以通過相電流的波動(dòng)情況反映出來，而且對(duì)于變頻調(diào)速系統(tǒng)而言，相電流的檢測(cè)也是必不可少的。可以通過檢測(cè)相電流得到準(zhǔn)確可靠的振蕩判據(jù)，并采取措施抑制振蕩。該方法不需要增加硬件成本，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成為目前主要的研究熱點(diǎn)。本文研究的三種方法均以檢測(cè)相電流為基礎(chǔ)。
1.1 基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法
    逆變器輸入到電機(jī)的功率包含無功功率和有功功率，而無功功率大部分用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，有功功率大部分產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。設(shè)逆變器輸入到電機(jī)的三相電流為iu、iv、iw，通過坐標(biāo)變換將三相電流變換到以定子電壓矢量為d軸的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上，從而實(shí)現(xiàn)有功電流id和無功電流iq的解耦：



    通過以上分析可以看出，該方案不增加硬件成本，不受電機(jī)參數(shù)、逆變器參數(shù)等影響。由于有功電流分量是根據(jù)三相定子電流實(shí)時(shí)計(jì)算出來的，因此對(duì)穩(wěn)定性影響最大的是三相電流的檢測(cè)和濾波處理。如果檢測(cè)有誤差、時(shí)延或瞬態(tài)波動(dòng)，則會(huì)引起調(diào)節(jié)頻率的較大波動(dòng)，從而可能引入新的不穩(wěn)定因素。
1.2 基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法
    基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法以旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)矩電流分量的變化率作為不穩(wěn)定度，對(duì)于以SVPWM調(diào)制方式的系統(tǒng)而言，實(shí)現(xiàn)該方法比較容易。但是對(duì)于原來不是基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)控制的系統(tǒng)而言，實(shí)現(xiàn)起來較為困難。基于對(duì)振蕩發(fā)生時(shí)定子電流變化的認(rèn)識(shí)，本節(jié)討論如何以定子電流的變化率作為不穩(wěn)定度，設(shè)計(jì)PI調(diào)節(jié)器輸出頻率調(diào)節(jié)量，從而達(dá)到抑制振蕩的目的。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及對(duì)比分析
    在以TMS320LF2407A DSP為內(nèi)核的7.5 kW實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法三種振蕩抑制策略進(jìn)行了研究，并對(duì)三種方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
2.1 基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法
    圖5為采用基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法，振蕩抑制前后相電流和轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)波形圖。比較抑制前后的波形圖可以看出，電流和轉(zhuǎn)速的振蕩得到很大的抑制。抑制前，電流畸變較大，幅值跳變嚴(yán)重，周期不明確，轉(zhuǎn)速振蕩嚴(yán)重，變化劇烈；振蕩抑制算法啟動(dòng)后，電流波形畸變明顯變小，正弦度較好，周期明確，轉(zhuǎn)速波動(dòng)也明顯減小。

2.3 基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法
    圖7為采用基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法振蕩抑制前后相電流和轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)波形圖。可以看出，雖然抑制后電流仍有輕微波動(dòng)，但是從整體來看，該方案抑制振蕩效果是明顯的。

    可以看出三種方案抑制振蕩效果都比較顯著。綜合比較三種方案，在適用性方面，三種方案均不受逆變器、電機(jī)參數(shù)影響，適用性較好；從實(shí)驗(yàn)效果上看，方案1效果最好，抑制后電流正弦度最好，但如果考慮實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜工況，由于方案3的調(diào)節(jié)量是PI作用的輸出，不會(huì)造成被調(diào)節(jié)量的突變，更適合于工程實(shí)用。本文通過實(shí)驗(yàn)得出：頻率調(diào)節(jié)量控制在0.5 Hz～1 Hz為宜，電壓調(diào)節(jié)量以不超過額定電壓5%為宜。
    本文對(duì)基于轉(zhuǎn)矩電流分量的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)頻率指令法、基于合成電流的調(diào)節(jié)電壓指令法三種振蕩抑制策略進(jìn)行了研究，并對(duì)三種方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明三種方案抑制振蕩效果良好，并且不受電機(jī)、逆變器參數(shù)影響，可以方便地加入現(xiàn)有調(diào)速系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)振蕩抑制。
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