[发明专利]交流异步电机输出转矩的控制方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及交流异步电机转矩的控制方法及应用，包括用这些方法控制张力、转速、效率等工况的方法和在具体设备的应用。本文所述的电机为交流异步电机，包括电动机和发电机。 

背景技术

在现有技术中，电机用转矩控制方式运行的主要是力矩电机，其原理是通过调节电机的电压，调节转矩。虽然在调节中转差有可能变化，但转差的变化是被动的，不是主动调节电压和转差，力矩电机在控制转矩时，其转矩和效率等性能都不太好，而其他电机都以调速方式控制且过程中并无单独控制输出转矩，其他用于转矩控制的设备如磁粉离合器，磁粉刹车等，都有各种缺点不能满足各种不同场合的要求。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种控制更为合理，并且在协调其他动力方面产生很好效果的交流异步电机输出转矩的控制方法及其应用。 

本发明所采用的技术方案是： 

一种交流异步电机输出转矩的控制方法，通过协调控制电机转差和电机的电源电压，电机转差和电机电源电压的控制遵循预先设定的 转差/转速和电压/转速曲线，控制电机的输出转矩，其中，所述电机转差的控制是根据转子转速，及电机极对数，调节电机电源频率，控制电机同步转速实现的。 

电机转差和电机电源电压的控制遵循预先设定的转差/转速曲线，并通过调节电压/转速曲线调节转矩，控制电机的输出转矩。 

在调节电机转矩时，同时调节电压/转速曲线和转差/转速曲线，达到调节转矩/转速曲线的目的。 

电机转差和电机电源电压的控制遵循预先设定的令电机输出恒转矩的转差/转速和电压/转速曲线，令电机的转矩在每一转速点都是恒定的。 

应用所述输出转矩的控制方法，一种交流异步电机在大惯量负载下启动和制动的控制方法，令电机处于转矩控制方式，其转矩的控制方法为：用转差与电压协同控制，电压与转差的控制遵循预先设定的电压/转速和转差/转速曲线。 

应用权利要求所述转矩控制方法，一种用多个电机驱动或制动同一负载的方法，多个电机转矩作用于同一负载，各电机以控制输出转矩的方式运行，或其中有一个以转速控制方式运行，其余的均以转矩控制方式运行，共同驱动或制动负载产生合转矩。 

所述多个电机驱动或制动同一负载的方法在收放卷设备上的应用，用多个电机经不同变速比的变速箱或不同额定转速的电机共同作用于同一动力轴，各电机处于转矩控制方法运行，由控制设备控制动力轴的总转矩，分配各电机在不同工况下输出转矩的比例，从而达到 控制张力的目的。 

本发明的有益效果是：本专利方法在控制电机输出转矩过程中，控制更为合理，并且，由于控制了输出转矩，因此在协调其他动力方面产生了很好的效果。同时，由于本专利方法在不同负载的工况下都可控制转差，因此可以控制电机在不同负载时的效率。综上所述，由于本方法在控制转矩过程中的有益效果，那么应用这种转矩控制方法控制转速、张力等，也具有以上的有益效果。 

其转矩控制依赖于转差控制，这里的转差是根据电机转子转速调节同步转速实现的，也就是通过调节电源频率调节转差。本发明的实现过程是通过测量电机转速调节电源频率调节同步转速进而调节转差，同时调节电压，实现转矩的调节。在电动控制方面，通过调节转矩，可以调节张力速度等；在发电方面可以调节励磁。无论是电动状态还是发电状态，因为转矩始终受控，所以在电动上可以与负载很好的协调，在发电上可以与动力很好的协调。同时由于在控制过程中电机的转差也是受控的，因此无论是电动状态还是发电状态，都可以通过调节转差控制电机效率，使电动机电能转变成机械能的效率更高，使发电机机械能转变成电能的效率更高。 

具体实施方式

本发明的一种交流异步电机输出转矩的控制方法，对于特定交流异步电机，因为确定电机每一不同转速点的电压和转差，就可以确定电机每一速度点的转矩，因此本发明通过调节电压与转差，控制电机转矩，其中转差的控制是根据电机转子的转速及电机极对数，调节电 源频率，调节电机同步转速实现的。 

(一)转矩控制具体方法如下： 

1.设定转差/转速、电压/转速曲线，控制转矩：