級聯(lián)高壓變頻器在工業(yè)領(lǐng)域中常被應(yīng)用到大功率風(fēng)機及變頻調(diào)速，然而為了滿足高性能的調(diào)速需要，具有優(yōu)良控制性能的矢量控制級聯(lián)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的理論和應(yīng)用技術(shù)研究逐漸成為廣泛關(guān)注的熱點。要實現(xiàn)高壓變頻器的矢量控制，必須對速度進行閉環(huán)控制，但速度傳感器的安裝、維護、非線性和低速性能等方面的問題，影響了高壓異步電動機調(diào)速性能的簡單性、廉價性和可靠性。因此，無速度傳感器矢量控制已成為交流傳動領(lǐng)域重要的研究課題。至于異步電動機轉(zhuǎn)速辨識，國內(nèi)外學(xué)者提出了許多轉(zhuǎn)速辨識方法。由于應(yīng)用MRAS方法原理簡單，易于實現(xiàn)，在無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)MRAS算法分別以兩相靜止坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子磁鏈電壓模型和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型為參考模型和可調(diào)模型。通過調(diào)節(jié)可調(diào)模型中所需辨識的轉(zhuǎn)速值，使兩模型所計算的磁鏈差值趨于零，從而辨識電機轉(zhuǎn)速。但此速度辨識方法易受采樣電壓電流直流偏移的影響，實際應(yīng)用中穩(wěn)定性較差?；诖?，以改進型轉(zhuǎn)子磁鏈電壓模型為參考模型，以兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型為可調(diào)模型，通過對兩模型計算的轉(zhuǎn)子磁鏈角度差進行PI調(diào)節(jié)來辨識異步電動機的轉(zhuǎn)速。最后基于此轉(zhuǎn)速辨識算法，分別在Matlab仿真軟件和以TMS320F28335型DSP芯片為核心的級聯(lián)高壓變頻器異步電機實驗平臺上完成了仿真和實驗。通過仿真和實驗表明，該MRAS轉(zhuǎn)速辨識方案應(yīng)用在級聯(lián)高壓變頻器異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，而且能準(zhǔn)確地估計電機磁鏈及轉(zhuǎn)速。
級聯(lián)高壓變頻器主電路由于結(jié)構(gòu)和控制方法都易于向更多電平數(shù)擴展，故已成為目前最受關(guān)注的多電平電路形式。其主要特點有：①電機側(cè)逆變單元采用H橋級聯(lián)方式，使用低壓器件實現(xiàn)高壓輸出。由于各功率單元結(jié)構(gòu)相同，易于模塊化設(shè)計和封裝；②直流側(cè)采用獨立電源供電，無需箝位器件，也不存在電壓均衡問題；③采用級聯(lián)方式，分別對每一單元進行PWM控制，保障了裝置的可靠運行，結(jié)合現(xiàn)代交流電機的高性能控制算法，可實現(xiàn)在多種場合下的應(yīng)用。采用低壓變頻器級聯(lián)構(gòu)成高壓變頻器的功率器件可采用晶閘管或可關(guān)斷器件，選擇余地較大。特別是隨著GTO，IGBT的成熟應(yīng)用和IGCT等新型全控型器件的出現(xiàn)，以及以DSP為核心的高性能數(shù)字控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，級聯(lián)高壓變頻器得到了廣泛應(yīng)用。
