[发明专利]一种基于优化六拍运行的感应电机弱磁控制方法

说明书

本发明提出了一种基于优化六拍运行的感应电机弱磁控制方法，属于电机控制技术领域。所述控制方法首先将弱磁控制器中电压给定值设定为2U_dc/π以保证系统可达到六拍运行模式，并将反馈电流谐振滤波器频率设置为ω^*_c与6·ω_s之间的较大值；当转速超过额定转速后电机进入弱磁区，逆变器将输出六拍电压，六拍电压将造成电流六次谐波的产生，带有六次谐波的反馈电流经过谐振滤波器后与给定值做差后进入复矢量电流调节器，电流调节器产生给定电压，经SVPWM调制策略产生逆变器触发脉冲控制电机运行在弱磁区。本发明应用于感应电机的六拍运行弱磁控制。

技术领域

本发明涉及一种基于优化六拍运行的感应电机弱磁控制方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

随着矢量控制在交流电机调速系统领域的广泛应用和不断发展，交流电机无论在驱动能力、动态响应或是调速范围与精度等方面都得到显著提高，也因此逐渐代替直流调速系统而被应用于包括家用电器、电梯曳引、汽车机床等各类工业应用场合。而同时，尤其是高性能的工业控制场合，如电动汽车、数控机床主轴驱动以及电力机车等领域对高精度高效率高质量的要求促使电机驱动变频调速系统朝着高速化方向发展。在电动汽车领域，面对复杂的道路交通状况，电动汽车的驱动需要具有运行于多种工况下的能力。在中/高速区域能够实现平稳高速行驶，以满足人们对于舒适安全性的需求。在数控机床用主轴驱动系统中，作为核心部件，主轴驱动控制性能的优劣直接决定了数控机床的整体水平。采用直驱方式能够达到高效率、高精度和高可靠性的要求，这也就使得驱动电机逐渐向着高速化方向发展。同样的，在大功率传动场合如电力机车领域，列车运行的高速化对电机车牵引传动系统的要求除了在高转速下的稳定运行，还包括始终能够输出最大转矩以克服列车高速运行过程中的巨大阻力。

高性能控制场合对电机调速提出的要求包括：调速范围宽(尤其是高速区)，高速稳定运行能力，最大转矩输出能力，充分利用有限的电压电流资源，高动态响应等。

但是传统交流电机高速化驱动存在以下两个问题：

1、传统地采用SVPWM调制方法只能使三相相电压输出幅值达到直流母线电压的而SVPWM模块能够输出的最大基波电压幅值为直流母线电压的2/π，这就说明了传统方法中存在对直流母线电压资源的浪费。

2、若采用过调制技术对逆变器输出电压进行极限拓展，电流畸变不可避免，不得不使用滤波器进行滤波，而传统滤波器会导致电流带宽减小，对整个系统的控制性能产生影响。

发明内容

本发明为了解决电机定子电压的非线性拓展造成谐波增大，并造成系统性能变差的问题，同时针对传统滤波器会减小电流环带宽的问题，提出了一种基于优化六拍运行的感应电机弱磁控制方法。

本发明所述的一种基于优化六拍运行的感应电机弱磁控制方法，使用于感应电机系统处于高速弱磁运行状态下，所采取的技术方案如下：

一种基于优化六拍运行的感应电机弱磁控制方法，所述控制方法包括：

第一步、将弱磁控制器中的电压给定值设定为2U_dc/π以保证系统可达到六拍运行模式，并基于广义二阶积分器搭建反馈电流谐振滤波器；

第二步、利用所述反馈电流谐振滤波器对带有六次谐波的反馈电流进行滤波处理并与电流给定值做差后利用复矢量电流调节器产生指令电压；

步骤三：步骤二所述复矢量电流调节器产生的指令电压一方面进入SVPWM调制模块产生逆变器触发脉冲，另一方面根据电压约束方程作为弱磁一区控制器的反馈信号完成弱磁控制；