[发明专利]异步电机弱磁运行的最大转矩控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车、电力电子和电机传动技术领域，涉及一种异步电机弱磁运行的最大转矩控制方法。 

背景技术

异步电机由于其结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便、容量大等优点而在调速系统中得到了越来越多的应用。当异步电机工作于弱磁区域时，往往要求其能够输出最大转矩。在变频器所能提供的最大电压、电机的额定电流和机械特性的限制条件下，磁通的大小严重影响着电机输出转矩的能力，如果磁通太小，电机输出的转矩由于定子电流的限制而变小，如果磁通太大，在高速时电机的反电动势就会变大，从而超出变频器所能提供的最大电压，电机输出的转矩也会变小。因此，需要选择合适的控制策略，使得电机在弱磁区域的磁通为最优磁通，输出转矩为最大转矩。 

当电机转速小于额定转速时，电机的磁通指令为额定磁通，当电机转速大于额定转速后，电机进入弱磁区域。在定子磁场定向矢量控制系统中，传统的弱磁控制策略是磁通与转速成反比的控制策略，这种控制策略没有考虑变频器能够提供的最大电压，电机输出的转矩不是最大转矩。 

发明内容

本发明的目的是提供一种异步电机弱磁运行的最大转矩控制方法，以解决现有控制技术无法实现异步电机在弱磁区域输出最大转矩 的问题。 

为实现上述目的，本发明的异步电机弱磁运行的最大转矩控制方法技术方案如下：异步电机采用定子磁场定向矢量控制，弱磁区域根据电压极限、电流极限和转矩极限，分为恒功率区域和降功率区域；在恒功率区域根据电压极限和电流极限的限定得到最优磁通指令，在降功率区域根据电压极限和转矩极限的限定得到最优磁通指令，实现异步电机在整个弱磁区域的最大转矩控制。 

所述恒功率区域的最优磁通ψ_{s_P}满足下式： 

(ωe2+Rs2k2σ2Ls4)ψs_P4-2Umaxωeψs_P3+(Umax2-Rs2Imax2+2Rs2k2Imax2σLs2)ψs_P2+Rs2k2Imax4=0,]]>式中ω_e：同步旋转角速度；R_s：定子电阻；σ：漏感系数；L_s：定子电感/H；U_max：定子电压最大值；I_max：定子电流最大值；