[发明专利]基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法

摘要

本发明公开了一种基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，根据具体应用工况和试验情况，得到特殊值系数、，以此确定异步电机三相电压合成矢量的特殊值和；当和确定后，确定带隙宽度，初始步长既被确定；再通过实际应用工况以及试验情况确定约束系数、、、；然后通过直流母线电压和控制电压矢量，确定变步长系数和方向系数，再确定异步电机的励磁电流给定值，最后通过对励磁电流分量进行重新给定；本发明避开了电机参数对控制的影响，算法简单，弱磁响应时间快，且算法实现了在异步电机全转速范围内的平滑过渡，满足异步电机的弱磁控制要求。

主权项

基于带隙变步长法的异步电机弱磁控制方法，其特征在于：首先，根据具体的应用工况，采样得到异步电机控制器的直流母线电压UDC，并根据试验情况，确定异步电机三相电压合成矢量us的特殊值Umax和Umin的系数p1、p2，以此确定异步电机三相电压合成矢量us的特殊值Umax和Umin，其中特殊值Umax和Umin分别表示弱磁时允许的异步电机三相电压合成电压矢量us的最大值和最小值；当异步电机三相电压合成矢量us的特殊值Umax和Umin确定后，确定带隙宽度ΔU0，初始步长Δid(0)即被确定；其次，确定约束系数a1、a2、b1、b2；然后通过直流母线电压和控制电压矢量，确定变步长系数β和方向系数α；当约束系数a1、a2、b1、b2、变步长系数β和方向系数α都确定后，确定异步电机的励磁电流给定值；最后，初始励磁电流通过异步电机空载额定电流进行获取，然后通过公式：对励磁电流分量id进行重新给定，其中：k≥1且k为整数，Δid(k)为k时刻的步长，Δid(k‑1)为上一时刻的步长，β为变步长系数，id(k)为k时刻的励磁电流给定值，id(k‑1)为上一时刻的励磁电流给定值，α为方向系数；其中，当异步电机的转速较低时，异步电机三相电压合成矢量us较小，励磁电流分量id会不断增大，此时需要对励磁电流分量id进行最大值限幅输出，保证控制合理；而当异步电机的转速不断增大时，需要不断减小励磁电流分量id，为了控制安全，需要对励磁电流分量id进行最小值限幅输出；其中，所述最大值限幅根据空载电流来确定，而所述最小值限幅则根据异步电机的最高转速进行试验获取；所述变步长系数β是指根据约束条件确定的k时刻的步长系数，以获得k时刻的步长，进而得到k时刻的输出值，所述约束条件如下：β=β0,Umin≤us≤Umaxβ1,Umin-a1ΔU0≤us<UminorUmax<us≤Umax+b1ΔU0β2,Umin-a2ΔU0≤us<Umin-a1ΔU0orUmax+b1ΔU0<us≤Umax+b2ΔU0β3,us<Umin-a2ΔU0orus>Umax+b2ΔU0]]>上式中，β0、β1、β2、β3为不同约束条件下具体的步长系数值；a1、a2、b1、b2是约束系数，约束系数的具体数值是根据试验以及实际应用工况进行获取；所述k时刻的步长Δid(k)是指k时刻的励磁电流增减值，其中当k＝0时，Δid(0)是初始步长，即是带隙宽度，k＝0时的带隙是指异步电机三相电压合成矢量us的特殊值Umax和Umin之间的区域ΔU0，所述带隙宽度是指ΔU0的大小：Δid(0)＝ΔU0＝Umax‑Umin。