2016年7月25日第33卷第4期
通信电源改术 Telecom Power Technology
文章编号：1009-3664(2016)04-0190-03中图分类号：TM307文献标识码：A
电机驱动技术新动态
陈尚文
（上海电气集团股份有限公司中央研究院，上海200070）
July 25, 2016, Vol. 33 No, 4
运营操讨
摘要：电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。文中阐述了电机驱动新的控制策略与新的电力拓扑结构，更有效更强劲的电机驱动技术，降低了对电网系的污染，提高了生产力，同时达到了节能环保的目的。
关键词：电机；控制策略；电力拓补
New Trend of Motor Drive Technology
CHEN Shang-wen
(Central Research Institute of Shanghai Electric Group Co,, Ltd., Shanghai 200070,China)
Abstract: The invention of the electric motor makes it become one of the main driving forces after the industrial revo lution, It is widely used in all kinds of mechanical movement to make life simple and ultimately promote the progress of hu-man beings, In this paper, a new control strategy of the motor drive and a new power topology are demonstrated, The more effective and robust motor drive technology reduces the pollution of the power grid system to increase productivity, and a-chieve the purpose of energy saving.
Key words: motors; control strategy;power topology
1电机驱动技术概述
电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于控制策略、半导体技术的空前发展和电力电子学领域的显著进步。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器，两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。图1所示为电流逆变器（异步电机控制器）和交流伺服驱动器（永磁交流电机及其控制器）。图1所示的控制器使用了此行业技术所能提供的最新的功率半导体器件，并采用了失量控制方法中最先进的电机驱动控制算法。目前这样的控制器在各工业商业场合中无所不在。由于交流驱动技术的应用变得更广泛，就很难忽略一个事实：被机电系统能量转换设备消耗的电能中电机消耗大部分，超过整个行业电能产出的70%。
未来的家用电器设备将很快采用电机驱动技术，如洗衣机以及一些高压交流电设备中。因此把研发重点集中在更高效率、更小尺寸、使用更少原材料、对环境更无害、平均无故障时间间隔长、易回收的产品上是很重要的。
在电机驱动行业中，电力电子学起着重要的作用。
电机驱动行业在解决未来的能源危机中将成为主力
军，同时也将对环境保护贡献卓著。 2控制策略的发展
2.1高性能交流电机驱动器一一失量控制
矢量控制这一术语在技术上是指产生转矩的输入
电流被控制为与电机中的磁场正交以产生最佳转矩。收稿日期：2016-01-18
基金项目：上海市科委项目（14DZ1203400)。
作者简介：陈尚文，硕士研究生，研究方秋；电气自动化技术。.190.
万方数据
和直流电机相似，交流电机也能够独立控制磁通量和电机转矩来实现高性能。矢量控制的基本思想是把输人三相时变电流转变成电机中两相时变的成分：α和β成分，之后转化成和电机气隙磁场同步旋转的两轴成分（d 轴和g轴)而使其与交流电机的旋转磁场相对静止。通过保持d轴和g轴的正交关系及控制g轴成分，可以产生最佳转矩。电机电流从三相到dq轴的转变需要转子的瞬时位置信号。来自于位置传感器的角度信息被用于执行从三相到两相坐标系的转变，反之亦然，
(a)逆变器
(b)交流伺服驱动器
图1电流逆变器
2无位置传感器控制 2.2
在上述讨论的控制方案中，位置信号是不可或缺的。然而在很多工业应用中，轴上编码器的安装可能会花销很大，而用户可能无法承担，有必要不使用位置传感器。如何通过软硬件间接获得可靠的转子位置信号，成为无刷直流电动机无位置传感器控制的关键。为此，国内外的研究人员在这方面作了大量的研究工作，提出了多种转子位置信号检测方法，大多是利用检测定子电压、电流等容易获取的物理量实现转子位置的估算。归纳起来，这些方法可以分为反电势法、电感 2016年7月25日第33卷第4期
通信电源改术 Telecom Power Technology
文章编号：1009-3664(2016)04-0190-03中图分类号：TM307文献标识码：A
电机驱动技术新动态
陈尚文
（上海电气集团股份有限公司中央研究院，上海200070）
July 25, 2016, Vol. 33 No, 4
运营操讨
摘要：电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。文中阐述了电机驱动新的控制策略与新的电力拓扑结构，更有效更强劲的电机驱动技术，降低了对电网系的污染，提高了生产力，同时达到了节能环保的目的。
关键词：电机；控制策略；电力拓补
New Trend of Motor Drive Technology
CHEN Shang-wen
(Central Research Institute of Shanghai Electric Group Co,, Ltd., Shanghai 200070,China)
Abstract: The invention of the electric motor makes it become one of the main driving forces after the industrial revo lution, It is widely used in all kinds of mechanical movement to make life simple and ultimately promote the progress of hu-man beings, In this paper, a new control strategy of the motor drive and a new power topology are demonstrated, The more effective and robust motor drive technology reduces the pollution of the power grid system to increase productivity, and a-chieve the purpose of energy saving.
Key words: motors; control strategy;power topology
1电机驱动技术概述
电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于控制策略、半导体技术的空前发展和电力电子学领域的显著进步。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器，两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。图1所示为电流逆变器（异步电机控制器）和交流伺服驱动器（永磁交流电机及其控制器）。图1所示的控制器使用了此行业技术所能提供的最新的功率半导体器件，并采用了失量控制方法中最先进的电机驱动控制算法。目前这样的控制器在各工业商业场合中无所不在。由于交流驱动技术的应用变得更广泛，就很难忽略一个事实：被机电系统能量转换设备消耗的电能中电机消耗大部分，超过整个行业电能产出的70%。
未来的家用电器设备将很快采用电机驱动技术，如洗衣机以及一些高压交流电设备中。因此把研发重点集中在更高效率、更小尺寸、使用更少原材料、对环境更无害、平均无故障时间间隔长、易回收的产品上是很重要的。
在电机驱动行业中，电力电子学起着重要的作用。
电机驱动行业在解决未来的能源危机中将成为主力
军，同时也将对环境保护贡献卓著。 2控制策略的发展
2.1高性能交流电机驱动器一一失量控制
矢量控制这一术语在技术上是指产生转矩的输入
电流被控制为与电机中的磁场正交以产生最佳转矩。收稿日期：2016-01-18
基金项目：上海市科委项目（14DZ1203400)。
作者简介：陈尚文，硕士研究生，研究方秋；电气自动化技术。.190.
万方数据
和直流电机相似，交流电机也能够独立控制磁通量和电机转矩来实现高性能。矢量控制的基本思想是把输人三相时变电流转变成电机中两相时变的成分：α和β成分，之后转化成和电机气隙磁场同步旋转的两轴成分（d 轴和g轴)而使其与交流电机的旋转磁场相对静止。通过保持d轴和g轴的正交关系及控制g轴成分，可以产生最佳转矩。电机电流从三相到dq轴的转变需要转子的瞬时位置信号。来自于位置传感器的角度信息被用于执行从三相到两相坐标系的转变，反之亦然，
(a)逆变器
(b)交流伺服驱动器
图1电流逆变器
2无位置传感器控制 2.2
在上述讨论的控制方案中，位置信号是不可或缺的。然而在很多工业应用中，轴上编码器的安装可能会花销很大，而用户可能无法承担，有必要不使用位置传感器。如何通过软硬件间接获得可靠的转子位置信号，成为无刷直流电动机无位置传感器控制的关键。为此，国内外的研究人员在这方面作了大量的研究工作，提出了多种转子位置信号检测方法，大多是利用检测定子电压、电流等容易获取的物理量实现转子位置的估算。归纳起来，这些方法可以分为反电势法、电感