车体专门滑转电机变量扼制器的探讨

ASTAT 进行、转子控制的工作原理 ASTAT 定子工作原理定子控制系统总体可分为两部

分：动力回路、控制回路。其结构框图如，虚线左边为控制回路，右边为动力回路。控制回路
部分通过对动力回路电流、电压及电机运行状态的观测，根据指令对动力回路进行闭环的最
优控制。控制回路的核心单元为控制模块，其为一微型计算机处理单元，内固化控制算法的
程序，决定控制方式、控制算法，是整个控制系统的核心。它将电机观察模块、电压电流观察
模块、控制单元、计算机给出的指令信号按自身固化的程序进行运算、逻辑处理，以最优的方
式给出触发角大小及系统安全停机等信号。通过对触发角的控制，实现对电机的定子电压的
调整，同时配合转子电阻切换接触器的开闭控制，使系统以最佳方式运行，满足现场需要。
　　动力回路由五组反并联的可控硅组成，其中两组用于换相（正反转），与对应的另两
组交叉连接进行对电机的正反向切换。

ASTAT 转子工作原理转子接触器的开闭由控制模块

给出决策，通过对电机的速度、转距的实时检测，给出转子接触器的切换信号，在最优的特
性下运行，转子电阻接线图如电阻部分。
　　数字控制技术的应用控制流程数字控制系统的优点就是在于能用软件实现模拟电子电
路所需实现的功能，用数字信号处理（

DSP）单元替代逻辑电路，所以一套数字控制系统

必须要有一简洁、有效的程序流程作为其核心。
　　

ABB 公司调压调速系统（ASTAT1001）的流程图如 4，该流程的特点在于各参数间相

互关联，使整套数字系统安全、简单、有效、高速地运行。具体的体现如下：转距控制与电桥
换相的关联在对电机的运行控制过程中，要求能做到使电机平缓运行，尽量避免对驱动系
统的机电机构产生冲击，这就要求电机转距不产生较大的突变。在可控硅换向（电机反向）
过程中，这种效应最为明显，所产生的最大力矩可能是电动机标称转距的

10 至 20 倍，如

果系统的增益较高，这种峰值转距会在驱动系统中产生很响的撞击声。所以在电机换向后的
特定时间内减小调节器的增益，以避免峰值转距的产生。
　　在切电阻加速与给定定子电压、预极限与速度等之间都存在关联，这样保证了系统能安
全高速运行。矢量控制理论的转距计算转距的实时计算涉及到较多参数，运算也较复杂，故
采用了单独的处理单元（

DSP）进行转距实时计算。

　　其具体实现如下：通过坐标变换，异步电动机可以等效为直流电机，那么，模仿直流
电机，求得直流电机的控制量，经过相应的坐标变换，就能控制异步电机，这就是矢量控
制理论。通过矢量控制理论，能方便地进行转距的实时计算。
　　由矢量控制理论，有：

Te=npLm（i1i2-i1i2）其中各变量关系分别为：i1、i1 在二维静

止坐标轴下定子

iA、iB 的等效电流 i2、i2 在二维静止坐标轴下转子 ia、ib 的等效电流

iA、iB、ia、ib 实际电机一次、二次电流 np 电机极对数 Lm 定子与转子间的互感对于 i1、i1，其
运算框图如：同样

i1、i1 也能实时进行运算出来。对与定子与转子间的互感 Lm 能通过在线

检测，实时进行检测。这样我们便能通过数字处理单元（

DSP）对电机转距进行实时计算、

监测与控制，以及给出各关联控制。
　　系统存在的优点及实际运行曲线存在的优点能量平衡是维持低运行成本的关键，定子
调压调速系统的总体能量损失较少。同有再生制动功能的变频器相比有优势，其优点是在于
在许多情况下，不需复杂昂贵的环境温度控制。其高质量的设计，出色的控制能力及安装总
成本的优化，定子调压调速系统是目前最经济的控制起重机或其他类似装备的控制器。