[发明专利]异步电机最大转矩电流比控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种异步电机最大转矩电流比控制方法，包括：根据转矩请求，在MTPA控制模式下，在交直轴电流等值正交分解条件下，确定直轴第一参考电流；同步将SVPWM调制中非零开关时间量在弱磁PI调节条件下，确定直轴第二参考电流；在非弱磁区和弱磁区频繁切换时，引入开关时间量阈值，将引入的开关时间量阈值与非零开关时间量比较，由直轴第一参考电流与直轴第二参考电流确定直轴电流参考值；由转矩请求和直轴电流参考值，确定交轴参考电流中间值，并根据最大滑差频率和峰值输出电流限制交轴参考电流中间值的幅值，确定交轴电流参考值。该方法解决了非弱磁区和弱磁区频繁切换时输出电流畸变的问题，实现异步电机全转速范围内最大转矩电流比控制。

技术领域

本发明属于MTPA控制技术领域，尤其涉及异步电机最大转矩电流比控制方法及系统。

背景技术

目前绝大多数异步电机最大转矩电流比(MTPA)控制策略基于SVPWM调制比反馈以实现对高速弱磁区最大化利用电池电压，并不涉及非弱磁区的电流分配；同时，三相异步电机高速运行时，非弱磁区和弱磁区频繁切换存在输出电流畸变的问题，导致系统不稳定。

因此，本发明考虑对现有的MTPA控制策略进行改进，使其在非弱磁区和弱磁区频繁切换时，能够实现转矩电流最优控制的平滑过渡，保证系统稳定可靠。

发明内容

本发明提供了一种异步电机最大转矩电流比控制方法及系统，根据空间矢量脉冲调制中非零矢量的作用时间和转矩公式等值正交分解策略确定直轴电流参考值，实现非弱磁区和弱磁区转矩电流最优控制的平滑过渡，并在达到每磁通最大转矩的滑差角频率时限制交轴电流参考值的幅值，保证系统稳定可靠。

为了实现上述目的，本发明提供了一种异步电机最大转矩电流比控制方法，包括：

根据转矩请求在MTPA控制模式下，由电磁转矩与交直轴电流的关系式：在交直轴电流等值正交分解条件下，确定直轴第一参考电流i_{sd_ref1}；其中：L_m为定转子互感，I_sq、I_sd为交、直轴电流，P为电机极对数；

同步将SVPWM调制中非零开关时间量在弱磁PI调节条件下，确定直轴第二参考电流I_{sd_ref2}；

在非弱磁区和弱磁区频繁切换时，引入开关时间量阈值，将引入的开关时间量阈值与非零开关时间量比较，由直轴第一参考电流i_{sd_ref1}与直轴第二参考电流I_{sd_ref2}确定直轴电流参考值I_{sd_ref}；

由转矩请求和直轴电流参考值I_{sd_ref}，根据电磁转矩公式确定交轴参考电流中间值

根据最大滑差频率ω_smax和峰值输出电流I_smax限制交轴参考电流中间值I_{sq_ref1}的上下限幅值，确定交轴电流参考值I_{sq_ref}。

优选的，计算直轴第一参考电流i_{sd_ref1}的具体方法为：

转子磁场定向矢量控制策略下，由油门信号产生转矩请求当交直轴电流等值正交分解,即I_sd＝I_sq时，转矩电流最优，由电机电磁转矩与交直轴电流的关系式：可得直轴第一参考电流中间值I_{sd_ref1_mid}：

根据电机输出特性限制直轴第一参考电流中间值I_{sd_ref1_mid}的上下限幅值，上限为空载电流幅值，下限为满足最高转速运行的直轴弱磁电流，得到直轴第一参考电流I_{sd_ref1}。

优选的，计算直轴第二参考电流I_{sd_ref2}的具体方法为：