[发明专利]一种异步电机零同步转速下的控制方法

权利要求书

1.一种异步电机零同步转速下的控制方法，其特征在于，包括：

S1构建异步电机无速度传感器矢量控制系统；

S2基于异步电机无速度传感器矢量控制系统稳定的边界条件，获取所述矢量控制系统的不稳定边界所对应的边界同步转速；

S3对比所述异步电机的同步转速和所述边界同步转速，若所述同步转速大于所述边界同步转速，则使用矢量控制；

若所述同步转速小于或等于所述边界同步转速，则调整转矩电流，使得所述异步电机的同步转速收敛至同步转速限制值；

S4在所述异步电机的同步转速收敛至所述同步转速限制值后，向所述异步电机发出主动穿越指令，使得同步转速自所述同步转速限制值突变至数值相等、方向反向的同步转速。

2.根据权利要求1所述的一种异步电机零同步转速下的控制方法，其特征在于，步骤S1中，构建异步电机无速度传感器矢量控制系统，包括步骤：

S101建立两相静止坐标系下异步电机的数学模型；

S102基于所述数学模型，以所述异步电机的定子电流和转子磁链为状态变量，以定子电流为输出变量，获取所述异步电机的状态空间表达式；

S103基于所述状态空间表达式，建立所述异步电机的自适应全阶观测器模型。

3.根据权利要求2所述的一种异步电机零同步转速下的控制方法，其特征在于，步骤S2中，基于异步电机无速度传感器矢量控制系统稳定的边界条件，获取所述矢量控制系统的不稳定边界所对应的边界同步转速，包括步骤：

S201基于所述自适应全阶观测器模型，获取所述异步电机的误差矢量并获取误差系数矩阵E；

S202根据所述误差系数矩阵E得所述边界条件为det(E)＝0，所述异步电机无速度传感器矢量控制系统在低速发电工况下不稳定区域的同步转速边界为：

其中，为中间参数；

得所述同步转速限制值为ω_uns＝θ|ω_r|；

其中，L_s为异步电机定子电感，R_s是异步电机定子电阻，是异步电机转子时间常数，R_r是异步电机转子电阻，L_r是异步电机转子电感，ω_r是异步电机的转子转速，ω_e为异步电机的同步转速。

4.根据权利要求3所述的一种异步电机零同步转速下的控制方法，其特征在于，步骤S3中，在所述同步转速等于所述边界同步转速的时刻，所述异步电机调整转矩电流进行减速，包括步骤：

S301获取所述时刻的转矩电流、滑差转速以及转子转速，获取同步转速自所述边界同步转速减速至所述同步转速限制值的过程中滑差转速的差值；获取定子电流增量的d轴分量和q轴分量之间的定量关系，计算转矩电流变化量Δi_sq包括：

S302进一步，获取转矩电流指令值通过所述转矩电流指令值调整所述异步电机的滑差转速，进而调整所述异步电机的同步转速：

其中，为在所述同步转速等于所述边界同步转速的时刻转矩电流的初始值，Δω_s为同步转速自所述边界同步转速减速至所述同步转速限制值的过程中滑差转速的差值，f_s是离散系统采样频率；i_sd是定子电流d轴分量；i_sq是定子电流q轴分量。

5.根据权利要求4所述的一种异步电机零同步转速下的控制方法，其特征在于，所述同步转速限制值ω_lim为：

其中，n_p为异步电机极对数，T_L为负载转矩，J为异步电机转动惯量，L_m为定子、转子绕组之间的互感，ω_ini为在所述同步转速等于所述边界同步转速的时刻的初始转子转速，为所述异步电机的同步转速从所述边界同步转速减速至所述同步转速限制值的过程的总时间。