[发明专利]一种基于矢量控制的感应电机控制方法

说明书

技术领域

本发明属于交流感应电机控制技术领域，具体涉及一种基于矢量控制的感应电机控制方法。

背景技术

交流电机变频调速方法主要包括开环V/f调速和闭环调速，闭环调速又被称为矢量控制方法，具体包含间接转子磁场定向、直接转子磁场定向、直接定子磁场定向等。其中间接转子磁场定向由于需要的硬件少，控制性能高而得到广泛的应用。

感应电机间接转子磁场定向矢量控制的原理为：将旋转坐标系建立在转子磁场方向上，并通过该坐标，将定子电流分解为转矩电流(q轴电流)和励磁电流(d轴电流)分量，从而分别实现输出转矩和转子磁场的大小控制。

感应电机损耗主要来自两方面，一方面是定转子的铜耗，当转速较低时，并电流较大时，铜耗为感应电机主要损耗，另一方面损耗为建立磁场的损耗，该部分损耗随着转速的增加而增大，除低速情况外，该损耗为感应电机的主要损耗，因此，但电机速度上升后，依据感应电机矢量控制的原理，若能控制转子磁场的大小，即控制磁场电流的大小，就可以控制感应电机的损耗，达到节能的目的，本发明正是基于此原理。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于矢量控制的感应电机控制方法，已达到提高电机运行效率，较少损耗的目的。

(1)依据额定磁场电流确定理想磁场电流最小值所述电流调整系数k值的获取方式为：感应电机在基速n_n以下稳定运行时，逐步增大k值，若出现空载运行不稳定，则停止增大k值，减小k值直至系统重新稳定，此时k值即为所求；

(2)依据感应电机实际转速n_r确定实际磁场电流最小值转速调节参数n₁≤n_n；

(3)若实际磁场电流最小值则更新若实际磁场电流最小值则更新

(4)将转矩电流给定值和允许最大转矩电流作为调节器输入，调节器输出磁场电流调节值

(5)对实际磁场电流最小值和磁场电流调节值求和计算得到磁场电流给定值

(6)若磁场电流给定值则更新磁场电流给定值若磁场电流给定值则更新磁场电流给定值

本发明的具体技术效果体现如下：

本发明提供了一种基于矢量控制的感应电机控制方法,本发明一方面根据电机运行速度，对矢量控制中的磁场电流进行调节，以达到减小转子磁场强度，降低电机电压，进而提高效率，实现节能。另一方面，当需要对速度进行调节时，根据工况不同，采用不同的磁场电流和转矩电流调节方法，当需要增大转矩时，首先保持磁场电流处于较低水平，调节转矩电流大小，当转矩电流达到上/下限时，再调整磁场电流大小；当需要减少转矩时，首先保持转矩电流不变，减小磁场电流大小，降低磁场强度，当磁场电流达到下限时，再调整转矩电流大小，通过这种依据工况不同，进行不同调节的方法，实现在满足转矩输出的前提下，使转子磁场大小始终处于较低水平，从而达到节能目的。该发明提高了感应电机矢量控制下的效率，达到节能目的，尤其是速度较高、处于轻载时节能效果较为明显。

附图说明

图1是本发明原理示意图；

图2是应用本发明的电机控制系统框图；

图3是应用本发明的试验效果示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

电机速度上升后，依据感应电机矢量控制的原理，若能控制转子磁场的大小，即控制磁场电流的大小，就可以控制感应电机的损耗，达到节能的目的，本发明正是基于此原理。因此，本发明矢量感应电机控制方法实质上就是从节能出发计算合理的磁场电流给定值，如图所示，具体实现过程如下：

(1)依据感应电机参数和实际转速确定理想最小磁场电流。

感应电机基速n_n以下运行时，磁场电流给定通常不需要改变大小，保持恒定，大小为额定磁场电流但为了提高感应电机运行效率，实现节能，则要减小磁场电流，但磁场电流太小，则会影响电机运行的稳定性，同时增加电流调节器的设计难度，因此，可以通过实验方法获知允许的理想最小磁场电流通常：