一、课题研究背景及意义

现代电气传动技术[1]发展的重要方向之一是变频调速技术，伴随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论在交流调速系统中的应用，变频调速技术已经逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速和直流调速等技术，在电气传动领域中占据主导地位。随着工业自动化和生产工艺水平的进步，对交流调速技术提出了更高需求，不仅要求电气传动设备具有良好的速度控制精度，快速的、精确的转矩控制性能，还要求减少运行损耗，节约能源，即高性能低能耗[2]。

交流电机调速技术的发展是与电力电子技术、计算机应用技术，现代控制理论及其他相关技术的发展紧密联系的。随着电力电子技术的不断进步和交流电机调速理论的深入发展,越来越多的交流调速系统正取代传统的直流调速系统在工业界的应用。感应电机是交流调速系统的主要驱动部件。

感应（异步）电机相对于直流电机，具有坚固耐用，价格便宜，维护方便、可靠性高、大容量，宽调速范围和价格低廉等优点等显著特点.然而，由于感应电机是一个多变量、强耦合、参数时变的非线性对象，很难对其进行高性能的控制[3-6]。长期以来，在需要进行高性能调速的场合，大都采用直流电机。近年来，随着电力电子技术与计算机技术的进步，特别是高速单片数字信号处理器（DSP）、专用集成电路芯片（ASIC）、高性能的智能功率模块（IPM）以及功能齐全和界面友好的仿真工具的出现，许多复杂算法、如矢量控制、直接转矩控制、变结构控制、自适应控制等得以在异步电机控制中运用，从而使交流异步电机的调速性能可与直流电机相媲美[7]。

二、国内外现状及发展趋势

感应电机矢量控制变频调速系统已有多种脉宽调制技术[8]，实现对逆变器的控制，如电流滞环脉宽调制、电压正弦脉宽调制和电压空间矢量脉宽调制[9]。各种脉宽调制技术在实现难易程度、开关频率、电流谐波、直流母线电压利用率等方面各具特点，可根据具体应用场合选用合适的调制方法。其中，电压空间矢量脉宽调制技术是一个研究热点，而且在矢量控制变频调速中广泛采用。算量较大、高实时性要求，使得采用DSP完成矢量控制算法成为一种趋势，各DSP生产厂商大量推出针对电机控制的DSP加速了这种趋势。因此采用DSP完成矢量控制算法及各种优化措施的研究具有重要价值[10-11]。

另外，无速度传感器矢量控制技术、调节器参数自整定、电机参数变化自适应等等技术在当前矢量控制也被重点研究和实用化[12-14]。

三、工作原理

交流感应电机调速原理及其方法：[15]

交流感应电机的转速由以下公式表达: