[發明專利]三相異步電機輸出轉矩控制方法及控制裝置

有效

• 申請號: 201911053288.8
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110611471B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 趙許強;胡冰;崔曉光;咸粵飛
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02K11/25
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明提供的一種三相異步電機輸出轉矩控制方法及控制裝置，包括：在不同電機溫度給定值下，建立不同輸出轉矩給定值、不同勵磁電流給定值與轉矩電流給定值的查詢表；測量電機溫度值以及獲取輸出轉矩給定值和勵磁電流給定值；根據電機溫度值、輸出轉矩給定值、勵磁電流給定值，利用查詢表查詢轉矩電流給定值；根據轉矩電流給定值，控制轉矩電流值等于轉矩電流給定值，控制勵磁電流值等于勵磁電流給定值，實現輸出轉矩的控制。該方法減少了閉環控制輸出轉矩的成本投入；考慮勵磁電流和電機溫度對輸出轉矩控制的影響，減少了輸出轉矩給定值和實際輸出轉矩值的誤差，避免了傳統查表法只考慮不同轉速對輸出轉矩控制的影響造成的轉矩控制精度低的弊端。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別涉及一種三相異步電機輸出轉矩控制方法及控制裝置。

背景技術

隨著控制技術的發展，三相異步電機因具有良好的靜、動態性能，已廣泛應用于交流傳動領域。在許多應用領域中，需要對三相異步電機進行轉矩控制，輸出轉矩的精度成為三相異步電機控制的一個非常重要的性能指標。

就現有技術而言，對三相異步電機的轉矩進行控制主要包括兩種方法：一是閉環控制三相異步電機輸出轉矩值，通過將轉矩傳感器與三相異步電機相連接，實時測量三相異步電機的輸出轉矩值，通過閉環控制實現三相異步電機轉矩的控制；二是傳統查表法，需提前測出不同轉速下不同輸出轉矩所對應的轉矩電流值和勵磁電流值，并做成查詢表寫入程序中進行查詢，通過查詢相應的轉矩電流值和勵磁電流值，控制三相異步電機的輸出轉矩。

但是，上述兩種控制轉矩的方法分別存在以下缺點：閉環控制時三相異步電機中需安裝轉矩傳感器，但是安裝轉矩傳感器需要付出較高的成本代價，且系統可靠性較差；傳統查表法只考慮了不同轉速對轉矩控制的影響(間接考慮勵磁電流對轉矩控制的影響)，但基于轉子磁場定向的矢量控制中，電機溫度也會影響電機轉矩控制，分析如下：轉差角頻率ω_s計算公式表示為：

式中，R_r為轉子電阻，L_r為轉子電感，i_T為轉矩電流，i_M為勵磁電流。轉子電阻R_r受電機溫度影響較大，當電機溫度變化范圍較大時，轉矩控制將出現較大偏差，輸出轉矩精度將變差。

發明內容

針對現有技術存在上述缺陷，本發明提供了一種三相異步電機輸出轉矩控制方法及控制裝置。

本發明提供的一種三相異步電機輸出轉矩控制方法，包括：

在不同電機溫度給定值下，建立不同輸出轉矩給定值、不同勵磁電流給定值與轉矩電流給定值的查詢表；

實時測量三相異步電機的電機溫度值以及實時獲取輸出轉矩給定值和勵磁電流給定值；

根據實時測量的電機溫度值以及實時獲取的輸出轉矩給定值和勵磁電流給定值，利用建立的查詢表查詢轉矩電流給定值；

根據查詢得到的轉矩電流給定值，控制三相異步電機的轉矩電流值等于轉矩電流給定值，控制三相異步電機的勵磁電流值等于勵磁電流給定值，實現對三相異步電機輸出轉矩的控制。

進一步地，所述在不同電機溫度給定值下，建立不同輸出轉矩給定值、不同勵磁電流給定值與轉矩電流給定值的查詢表，具體包括：

S1：設定電機溫度、勵磁電流以及輸出轉矩的步長；根據所設定電機溫度、勵磁電流以及輸出轉矩的步長，確定電機溫度、勵磁電流以及輸出轉矩的取值范圍；

S2：啟動三相異步電機對拖平臺和三相異步電機控制器，設置三相異步電機轉速給定值；

S3：在所確定電機溫度的取值范圍內設置電機溫度給定值，并將電機溫度控制到電機溫度給定值；