48、异步电机与神经网络控制技术研究

异步电机与神经网络控制技术研究

异步电机控制方法研究

异步电机凭借其结构简单、成本低廉以及可靠性高的特点，在现代生产设备如通风机和机床等领域得到了广泛应用。其运行状态直接影响相关设备的稳定性，因此实现对异步电机高效稳定的控制至关重要。

传统的两电平逆变器在电压输出方面存在谐波较多、功率质量不高以及输出波形与正弦波差距较大等问题。而NPC三电平逆变器则具有明显优势，其输出电压信号谐波少、功率质量高，输出波形更接近正弦波。在工作过程中，开关管承受的电压较低，能在低频下保持稳定的输出波形，开关损耗小，转换效率高。

异步电机矢量变换控制系统的基本思想是在旋转坐标系中建立三相交流绕组电流、两相交流绕组电流和正交绕组直流电机之间的等效关系，从而按照直流电机的控制方法来控制异步电机。通过矢量变换，将定子电流解耦为定子励磁电流和定子转矩电流。

控制原理

• 三电平逆变器模型分析 ：三电平逆变器拓扑中，每个桥臂由4个IGBT和6个二极管组成。四个带反向二极管的IGBT串联，两个钳位二极管将其中间节点连接到直流母线电容的中性点。NPC三电平逆变器每相桥臂有四个开关管，不同开关管组合会使该相输出不同电压，分别为(U_{DC}/2)、(-U_{DC}/2)和0。根据功率开关管的开关顺序，每个桥臂可输出正（P）、零（0）、负（N）三种状态，三相三电平逆变器能输出(3^3 = 27)种电压空间矢量，其中包括24个非零矢量和3个零矢量。这24个非零矢量将圆分为12等份，根据矢量模的不同可分为零矢量、小矢量、中矢量和大矢量。控制器向三电平逆变器发送电压矢量信号，以给定频率在空间旋转，当旋转到空间某一位置时，根据伏秒原则选