[发明专利]基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法

权利要求书

1.基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：

首先，根据具体的应用工况，采样得到异步电机控制器的直流母线电压UDC，并根据试验情况，确定异步电机三相电压合成矢量                                               的特殊值和的系数、，以此确定异步电机三相电压合成矢量的特殊值和，其中特殊值和分别表示弱磁时允许的异步电机三相电压合成电压矢量的最大值和最小值；当异步电机三相电压合成矢量的特殊值和确定后，确定带隙宽度，初始步长既被确定；

其次，确定约束系数、、、；然后通过直流母线电压和控制电压矢量，确定变步长系数和方向系数；当约束系数、、、、变步长系数和方向系数都确定后，确定异步电机的励磁电流给定值；

最后，初始励磁电流通过异步电机空载额定电流进行获取，然后通过公式：对励磁电流分量进行重新给定，其中：且为整数，为k时刻的步长，为上一时刻的步长，为变步长系数，为k时刻的励磁电流给定值，为上一时刻的励磁电流给定值，为方向系数；

其中，当异步电机的转速较低时，异步电机三相电压合成矢量较小，励磁电流分量会不断增大，此时需要对励磁电流分量进行最大值限幅输出，保证控制合理；而当异步电机的转速不断增大时，需要不断减小励磁电流分量，为了控制安全，需要对励磁电流分量进行最小值限幅输出；其中，所述最大值限幅根据空载电流来确定，而所述最小值限幅则根据异步电机的最高转速进行试验获取。

2.根据权利要求1所述的基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述异步电机三相电压合成矢量表示为异步电机矢量控制算法中dq轴系输出的d轴控制电压和q轴的控制电压的合成矢量大小，具体的表达式为：。

3.根据权利要求1所述的基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：对于异步电机三相电压合成矢量，当异步电机的励磁电流分量不变时，随着异步电机的转速的增加，异步电机三相电压合成矢量增大，即异步电机三相电压合成矢量随着异步电机的转速和励磁电流的乘积的增大而增大。

4.根据权利要求1所述的基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述异步电机三相电压合成矢量的特殊值、的具体表现为：

。

5.根据权利要求1所述的基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述变步长系数是指根据约束条件确定的k时刻的步长系数，以获得k时刻的步长，进而得到k时刻的输出值，所述约束条件如下：

上式中，、、、为不同约束条件下具体的步长系数值；、、、是约束系数，约束系数的具体数值是根据试验以及实际应用工况进行获取。

6.根据权利要求1所述的基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述k时刻的步长是指k时刻的励磁电流增减值，其中当k=0时，是初始步长，即是带隙宽度，k=0时的带隙是指异步电机三相电压合成矢量的特殊值和之间的区域，所述带隙宽度是指的大小：。

7.根据权利要求1所述的基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述方向系数是指k-1时刻的输出值变化到k时刻的输出值的变化趋势，其具体的确定原则为：

，。