[发明专利]一种基于矢量控制的多相感应电机电子变极控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，涉及一种基于矢量控制的多相感应电机电子变极控制方法。

背景技术

许多应用场合，如机床用伺服系统、航空器驱动、飞轮储能系统等，迫切要求传动系统既能在低速时提供大的转矩，又具有宽广的恒功率调速运行范围,而由传统感应电机构成的交流传动系统在额定频率以下电机工作在恒转矩模式，在额定频率以上电机工作在恒功率模式。在恒功率模式下电机端电压随频率的增大而缓慢地升高，在变频器供电的情况下当电压达到变频器所能够提供的最大电压时，传动系统就无法继续工作在恒功率模式了。因此由传统感应电机构成的传动系统的恒功率运行区间，或者说调速范围是有限的，一般不超过额定转速的两倍。常用的解决方法是将传动系统和负载通过机械变速箱连接，通过改变变速箱的速比来满足要求,但是该方法设备复杂，体积增大以及控制精度降低；也可以简单的采用更大功率电机和大容量变频器，但是这样电机体积和功率器件的容量都要增大，在经济和能源上造成很大的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于矢量控制的多相感应电机电子变极控制方法，通过多相电机的电子变极实现宽范围恒功率调速，并提高运行可靠性。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种基于矢量控制的多相感应电机电子变极控制方法，包括下列步骤：

（1）首先建立多相系统的同步速旋转坐标变换矩阵，如式(1)所示，在该矩阵下通过采用n-1个电流闭环对d₁-q₁平面的基波电流和其它d-q平面的谐波电流分别进行独立的解耦控制，通过改变供电电压相位和幅值来分别控制相应的谐波电流矢量，得到相应的旋转磁场旋转。

                                                        (1)

式中：n是电机的相数(n≥3)；是各相之间的空间角度；，，，其中w为坐标系的旋转电角速度(d₁-q₁平面)。

根据三相电机转子磁场定向矢量控制，可得多相电机转子磁场定向矢量控制中d₁-q₁平面的转矩电流分量i_1qs、激磁电流分量i_1ds以及转差角频率w_1s分别如式(2)、(3)、(4)所示：

                                                                                    (2)

                                                                                (3)

                                                                      (4)

式中：p为电机极对数；L_1r是d₁-q₁平面的转子电感；L_1m是d₁-q₁平面的激磁电感；T_1e是d₁-q₁平面的电磁转矩； ，R_1r是d₁-q₁平面的转子电阻；w_r是转速角频率；是d₁-q₁平面的d轴参考磁链；