[發明專利]一種感應電機考慮鐵耗的最大轉矩電流比弱磁控制方法

在審

• 申請號: 202011288240.8
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112398396A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 夏加寬;梁宗偉;國明宇;李澤星;齊美鈞
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/14;H02P21/06;H02P21/13;H02P27/06
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

一種感應電機考慮鐵耗的最大轉矩電流比弱磁控制方法，它是在感應電機考慮鐵耗的數學模型的基礎上，分析電機的轉矩與電子電流關系的表達式，并且求得轉矩電流比達到最大時的勵磁電流給定值，使得電機的調速范圍得到擴大。與傳統的最大轉矩電流比弱磁調速方法相比，本方法考慮更全面，考慮了感應電機中鐵耗的影響，不僅可以擴大電機的調速范圍，增強了系統的穩定性和抗干擾能力，而且易于實現。

技術領域

本發明屬于交流感應電機及其控制技術領域，具體涉及一種多條件限制下的，感應電機考慮鐵耗的最大轉矩電流比弱磁控制方法。

背景技術

感應電機廣泛應用于工業生產領域，其可以采用多種變頻調速的方法，調速性能十分優良。為了提高感應電機的運行速度范圍，可以減小勵磁電流，通過弱磁的方式來達到提高電機速度范圍的目的。最典型的弱磁控制方法即為最大轉矩電流比。

最大轉矩電流比，是在感應電機動態數學模型的基礎上，解析出電機的轉矩關于定子電流的表達式。對這個表達式，分別求其對dq軸電流的偏導數，當兩個偏導數相等時，即為轉矩電流比最大時。傳統的最大轉矩電流比，是基于感應電機未考慮鐵耗存在的數學模型上進行分析的，鐵耗的存在，會使得定子電流有部分消耗在勵磁過程中。忽略鐵耗的存在，傳統方法計算出來的勵磁電流并不是轉矩電流比最大時的值，導致該方法的實際效果并不理想。

發明內容

針對上述存在的問題，結合感應電機考慮鐵耗的數學模型，本發明提供一種感應電機考慮鐵耗的最大轉矩電流比弱磁控制方法，它是在感應電機考慮鐵耗的數學模型的基礎上，分析電機的轉矩與電子電流關系的表達式，并且求得轉矩電流比達到最大時的勵磁電流給定值，使得電機的調速范圍得到擴大。

為了實現本發明的感應電機弱磁調速效果，擴大感應電機的調速范圍效果，本發明提出了一種考慮鐵耗的最大轉矩電流比弱磁控制策略，應用于感應電機轉子磁場定向矢量控制系統，

本發明提出了一種考慮鐵耗的最大轉矩電流比的弱磁控制方法，具體為：

電機啟動并達到穩態時，根據電機的運行狀態，最優勵磁電流的給定分為：

1)當電機的轉矩T_L＝0時，勵磁電流給定i_sd為I₁，I₁是最小勵磁電流。

2)當電機的轉矩T_L＞0時，勵磁電流給定i_sd為X i_sq，其中X是考慮鐵耗的最大轉矩電流比時dq軸電流的比例系數，且：

3)為了保證勵磁電流不會過大，當X i_sq≥I₂時，i_sd＝I₂，其中I₂是電機允許的最大勵磁電流。綜合來說，考慮鐵耗的最大轉矩電流比弱磁控制策略下，勵磁電流的給定為：

本發明的具體技術效果體現如下：

1)提高了感應電機的調速范圍，通過分析考慮鐵耗的轉矩關于定子電流的表達式，得出最大轉矩電流比時，dq軸電流的比例系數，根據此比例系數，與轉矩電流相乘得出勵磁電流的給定值。

2)將考慮鐵耗最大轉矩電流比弱磁控制策略與感應電機的轉子磁場定向矢量控制結合。

總的來說，與傳統的最大轉矩電流比弱磁調速方法相比，本方法考慮更全面，考慮了感應電機中鐵耗的影響，不僅可以擴大電機的調速范圍，增強了系統的穩定性和抗干擾能力，而且易于實現。

附圖說明

圖1是感應電機考慮鐵耗的最大轉矩電流比的轉子磁場定向矢量控制系統的原理示意圖。