[发明专利]用于异步电机最大转矩输出的弱磁控制方法

权利要求书

1.一种用于异步电机最大转矩输出的弱磁控制方法，其特征在于，它包括步骤：

1)令异步电机进入弱磁区域运行，弱磁区域划分为第一弱磁区域和第二弱磁区域；

2)当运行在第一弱磁区域内时，将异步电机的定子磁链d轴分量控制为定子磁链d轴分量第一最佳值以及将异步电机的定子电流q轴分量控制为小于定子电流q轴分量第一极限值，以使异步电机输出最大转矩；

3)当运行在第二弱磁区域内时，令异步电机一直工作在最大转差率s_m基础上的同时，将异步电机的定子磁链d轴分量控制为定子磁链d轴分量第二最佳值以及将异步电机的定子电流q轴分量控制为小于定子电流q轴分量第二极限值，以使异步电机输出最大转矩；

其中：

0至定子磁链d轴分量第二最佳值为第二弱磁区域，定子磁链d轴分量第二最佳值至定子磁链d轴分量第一最佳值为第一弱磁区域；

当所述异步电机在所述第一弱磁区域内运行时，所述定子磁链d轴分量第一最佳值通过式1)求出，所述定子电流q轴分量第一极限值通过式2)求出：

式1)中：U_max为定子相电压极限值；R_s为定子电阻；i_sd、i_sq分别为d-q旋转坐标系下定子电流的d轴分量、q轴分量；ω_e为d-q旋转坐标系下的同步角速度；

式2)中：I_max为定子线电流的极限值；为d-q旋转坐标系下定子电流的d轴分量指令值；

当所述异步电机在所述第二弱磁区域内运行时，所述定子磁链d轴分量第二最佳值通过式3)求出，所述定子电流q轴分量第二极限值通过式4)求出：

式3)中：U_max为定子相电压极限值；R_s为定子电阻；L_L为异步电机Γ型等效电路中的等效总漏感；ω_e为d-q旋转坐标系下的同步角速度；

式4)中：为定子磁链d轴分量估计值；L_m为定转子互感；L_s为定子自感；σ为总漏感系数；L_r为转子自感。

2.如权利要求1所述的用于异步电机最大转矩输出的弱磁控制方法，其特征在于：

在所述步骤1)中，令异步电机转速增加，当异步电机的反电动势超过逆变器所能提供的最大电压时，将异步电机的定子磁链值减小到低于设定弱磁边界值，以使异步电机进入弱磁区域运行。

3.如权利要求1所述的用于异步电机最大转矩输出的弱磁控制方法，其特征在于：

所述定子电流的d轴分量指令值通过下述步骤求出：

d-q旋转坐标系下的定子电流d轴分量i_sd、q轴分量i_sq以及定子磁链d轴分量估计值输入解耦器，得到解耦项i_dq；

定子磁链d轴分量ψ_sd减去定子磁链d轴分量估计值所得结果输入磁链调节器，得到定子电流d轴分量中间值；

解耦项i_dq与定子电流d轴分量中间值相加，得到所述定子电流的d轴分量指令值

4.如权利要求1或3所述的用于异步电机最大转矩输出的弱磁控制方法，其特征在于：

所述定子磁链d轴分量估计值通过下述步骤求出：

α-β坐标系下的定子电流α轴分量i_sα、β轴分量i_sβ以及定子电压α轴分量u_sα、β轴分量u_sβ输入磁链观测器，得到定子磁链α轴分量估计值β轴分量估计值

定子磁链α轴分量估计值β轴分量估计值代入定子磁链坐标变换计算公式，得到定子磁链d轴分量估计值

5.如权利要求1所述的用于异步电机最大转矩输出的弱磁控制方法，其特征在于：

根据异步电机Γ型等效电路，所述最大转差率s_m通过下式7)求出：

式7)中：ω_e为d-q旋转坐标系下的同步角速度；R_R为异步电机Γ型等效电路中的等效转子电阻，L_L为异步电机Γ型等效电路中的等效总漏感。