[发明专利]V/f控制的感应电机在弱磁区的加速方法

说明书

本发明提供了一种V/f控制的感应电机在弱磁区的加速方法，该加速方法包括获得所述感应电机在当前定子频率下的空载励磁电流I_m；选取0.5·I_m(1/σ+1)与(I_m²+σ)/(I_m+σI_m)的较小值作为励磁电流设定值，σ为预估的总漏感系数；将所述励磁电流设定值减去所述感应电机的励磁电流得到误差信号；根据作为负反馈的控制量的误差信号确定下个控制周期的定子频率。本发明的加速方法能够在弱磁区提供最大的转矩输出，并具有较大的漏感系数估算误差的容忍性。

技术领域

本发明涉及感应电机的加速控制方法，具体涉及V/f控制的感应电机在弱磁区的加速方法。

背景技术

当前，采用弱磁控制、具备高速控制性能的交流调速系统已经广泛地应用于数控机床主轴驱动和电动汽车等领域。

电机转速超过基速以后，由于逆变器输出电压达到最大值，为了满足电机转速升高所需的转子反电动势，通常是降低感应电动机的磁通，即采用弱磁控制方法以减小反电动势。而传统的弱磁控制方法是使得转子励磁反比于转速，但是不能提供最大转矩输出，严重影响了电机的运行性能。

在V/f控制的感应电机的弱磁区，较小的定子频率加速值不能提供足够大的转矩用于电机加速，从而使得电机转子的加速过程变得较长，然而较大的定子频率加速值会导致过电流关断和系统崩溃。另外，当电机转速超过基速以后，漏感参数对系统稳定性具有重大影响，如果漏感参数被低估，感应电机没有稳定的工作点。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个实施例提供了一种V/f控制的感应电机在弱磁区的加速方法，包括下列步骤：

1)获得所述感应电机在当前定子频率下的空载励磁电流I_m；

2)选取0.5·I_m(1/σ+1)与(I_m²+σ)/(I_m+σI_m)的较小值作为励磁电流设定值，σ为预估的总漏感系数；

3)将所述励磁电流设定值减去所述感应电机的励磁电流得到误差信号；

4)根据作为负反馈的控制量的误差信号确定下个控制周期的定子频率。

优选的，在所述步骤4)中，根据作为负反馈的控制量的误差信号得到作为被控制量的定子频率加速值，根据所述定子频率加速值确定下个控制周期的定子频率。

优选的，在所述步骤4)中，当确定的下个控制周期的定子频率大于预定的定子频率时，将下个控制周期的定子频率设定为所述预定的定子频率。

优选的，通过比例积分控制器获得所述定子频率加速值，在所述步骤4)中，所述定子频率加速值等于所述误差信号乘以K_p+K_i/s，其中K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，s代表频域。

优选的，通过比例积分控制器获得所述定子频率加速值，在所述步骤4)中，所述定子频率加速值等于所述误差信号乘以(K_p+K_i/s)/ω_e(n)，其中K_p为比例调节系数，K_i为积分调节系数，s代表频域，ω_e(n)为所述当前的定子频率标幺值。

优选的，在所述步骤1)中，将所述感应电机的额定空载励磁电流除以当前定子频率标幺值得到所述空载励磁电流。

优选的，在所述步骤2)中，根据感应电机离线参数辨识方法预估所述总漏感系数。

本发明的一个实施例提供了一种V/f控制法，包括如上所述的V/f控制的感应电机在弱磁区的加速方法。