級聯(lián)高壓變頻器在工業(yè)領域中常被應用到大功率風機及變頻調(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)的理論和應用技術研究逐漸成為廣泛關注的熱點。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域重要的研究課題。至于異步電動機轉速辨識，國內(nèi)外學者提出了許多轉速辨識方法。由于應用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)中得到了廣泛應用。
傳統(tǒng)MRAS算法分別以兩相靜止坐標系下轉子磁鏈電壓模型和兩相旋轉坐標系下轉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速值，使兩模型所計算的磁鏈差值趨于零，從而辨識電機轉速。但此速度辨識方法易受采樣電壓電流直流偏移的影響，實際應用中穩(wěn)定性較差?；诖?，以改進型轉子磁鏈電壓模型為參考模型，以兩相旋轉坐標系下轉子磁鏈電流模型為可調(diào)模型，通過對兩模型計算的轉子磁鏈角度差進行PI調(diào)節(jié)來辨識異步電動機的轉速。最后基于此轉速辨識算法，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轉速辨識方案應用在級聯(lián)高壓變頻器異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中結構簡單，易于實現(xiàn)，而且能準確地估計電機磁鏈及轉速。
級聯(lián)高壓變頻器主電路由于結構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注的多電平電路形式。其主要特點有：①電機側逆變單元采用H橋級聯(lián)方式，使用低壓器件實現(xiàn)高壓輸出。由于各功率單元結構相同，易于模塊化設計和封裝；②直流側采用獨立電源供電，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)在多種場合下的應用。采用低壓變頻器級聯(lián)構成高壓變頻器的功率器件可采用晶閘管或可關斷器件，選擇余地較大。特別是隨著GTO，IGBT的成熟應用和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)字控制技術的迅猛發(fā)展，級聯(lián)高壓變頻器得到了廣泛應用。
