[发明专利]一种驱动势能性负载的异步电机矢量控制装置和方法

摘要

本发明公开了一种驱动势能性负载的异步电机矢量控制装置和方法，当异步电机为电动工作状态时，转速控制策略为转子磁场定向矢量控制模式；当势能性负载作用使得电机处于发电状态时，将异步电机的有功电流分量强迫设定为零，没有反向的发电电流回馈电网，减少了对于电网的扰动；势能的改变尽量由系统的动能增量来平衡，提高了系统的整体工作效率；当检测到系统的转速进入限制区域时，可以将控制模式转入正常的矢量控制，异步电机同时满足电流约束和电压约束条件；存在电压约束条件，电压约束是指在电机转速超过基本速度后，电机的相电压或者线电压由于直流母线电压的限制，无法继续升高，电机的控制策略被最大电流圆和最大电压椭圆所约束。

主权项

一种驱动势能性负载的异步电机矢量控制方法，其特征在于，当异步电机在正常的电动状态时，控制策略为转子磁场定向矢量控制模式；当电动机被势能性负载拖动处于发电状态时，采用第一逻辑电路对电机的速度或者电流的数值进行判断，判断电机的机械角速度是否大于或者等于电机的同步角速度，如果满足判断条件，则输出1或高电平信号；同时，采用第二逻辑电路对电动机的有功电流分量进行判断，如果有功电流小于或者等于0，即电流反向流向电网，输出1或高电平信号，上述两个条件满足其中之一，判断电动机进入到发电机运行状态，根据速度的限制采取下列步骤：步骤一：将异步电机的有功电流分量强迫设定为零，电机的电磁转矩等于零，系统势能的改变尽量由系统的动能增量来平衡，由系统的转动惯量实现飞轮储能，此时，没有反向的发电电流回馈电网，减少了对于电网的功率扰动；步骤二：利用电流约束和电压约束条件作为核心的限制条件，具体表现形式为最大电流圆和最大电压椭圆，在调速区域的所有的运行状态都必须满足电流和电压的约束条件；步骤三：当系统的转速预计超过限定值时，则系统回归正常的矢量控制模式，在检测到发电机进入发电区域时，由于有功电流与电磁转矩均为负值，此时势能性负载的势能的增量转化为系统的电能增量。