异步电机最大转矩电流比控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种异步电机最大转矩电流比控制方法，包括：根据转矩请求，在MTPA控制模式下，在交直轴电流等值正交分解条件下，确定直轴第一参考电流；同步将SVPWM调制中非零开关时间量在弱磁PI调节条件下，确定直轴第二参考电流；在非弱磁区和弱磁区频繁切换时，引入开关时间量阈值，将引入的开关时间量阈值与非零开关时间量比较，由直轴第一参考电流与直轴第二参考电流确定直轴电流参考值；由转矩请求和直轴电流参考值，确定交轴参考电流中间值，并根据最大滑差频率和峰值输出电流限制交轴参考电流中间值的幅值，确定交轴电流参考值。该方法解决了非弱磁区和弱磁区频繁切换时输出电流畸变的问题，实现异步电机全转速范围内最大转矩电流比控制。

【技术实现步骤摘要】
异步电机最大转矩电流比控制方法及系统
本专利技术属于MTPA控制
，尤其涉及异步电机最大转矩电流比控制方法及系统。
技术介绍
目前绝大多数异步电机最大转矩电流比(MTPA)控制策略基于SVPWM调制比反馈以实现对高速弱磁区最大化利用电池电压，并不涉及非弱磁区的电流分配；同时，三相异步电机高速运行时，非弱磁区和弱磁区频繁切换存在输出电流畸变的问题，导致系统不稳定。因此，本专利技术考虑对现有的MTPA控制策略进行改进，使其在非弱磁区和弱磁区频繁切换时，能够实现转矩电流最优控制的平滑过渡，保证系统稳定可靠。
技术实现思路
本专利技术提供了一种异步电机最大转矩电流比控制方法及系统，根据空间矢量脉冲调制中非零矢量的作用时间和转矩公式等值正交分解策略确定直轴电流参考值，实现非弱磁区和弱磁区转矩电流最优控制的平滑过渡，并在达到每磁通最大转矩的滑差角频率时限制交轴电流参考值的幅值，保证系统稳定可靠。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种异步电机最大转矩电流比控制方法，包括：根据转矩请求在MTPA控制模式下，由电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，包括：/n根据转矩请求

【技术特征摘要】
1.一种异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，包括：
根据转矩请求在MTPA控制模式下，由电磁转矩与交直轴电流的关系式：在交直轴电流等值正交分解条件下，确定直轴第一参考电流isd_ref1；其中：Lm为定转子互感，Isq、Isd为交、直轴电流，P为电机极对数；
同步将SVPWM调制中非零开关时间量在弱磁PI调节条件下，确定直轴第二参考电流Isd_ref2；
在非弱磁区和弱磁区频繁切换时，引入开关时间量阈值，将引入的开关时间量阈值与非零开关时间量比较，由直轴第一参考电流isd_ref1与直轴第二参考电流Isd_ref2确定直轴电流参考值Isd_ref；
由转矩请求和直轴电流参考值Isd_ref，根据电磁转矩公式确定交轴参考电流中间值
根据最大滑差频率ωsmax和峰值输出电流Ismax限制交轴参考电流中间值Isq-ref1的上下限幅值，确定交轴电流参考值Isq_ref。


2.根据权利要求1所述的异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，计算直轴第一参考电流isd_ref1的具体方法为：
转子磁场定向矢量控制策略下，由油门信号产生转矩请求当交直轴电流等值正交分解,即Isd＝Isq时，转矩电流最优，由电机电磁转矩与交直轴电流的关系式：可得直轴第一参考电流中间值Isd_ref1_mid：



根据电机输出特性限制直轴第一参考电流中间值Isd_ref1_mid的上下限幅值，上限为空载电流幅值，下限为满足最高转速运行的直轴弱磁电流，得到直轴第一参考电流Isd_ref1。


3.根据权利要求2所述的异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，计算直轴第二参考电流Isd_ref2的具体方法为：
取SVPWM调制中最近四个开关周期的非零开关时间量，平均滤波后得到非零开关时间量T1+T2，作为弱磁PI环反馈值；
将给定的开关时间参考值Tref与非零开关时间量T1+T2比较后经过弱磁PI环调节得到第二参考电流中间值Isd_ref2_mid：



其中：KP、KI为PI调节系数；
根据电机输出特性限制直轴第二参考电流中间值Isd_ref2_mid的上下限幅值，上限为空载电流幅值，下限为满足最高转速运行的直轴弱磁电流，得到直轴第二参考电流Isd_ref2。


4.根据权利要求3所述的异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，确定直轴电流参考值Isd_ref的具体方法为：
引入开关时间量阈值K1*Tref，其中K1为小于1大于0的常数；
当非零开关时间量T1+T2＜K1*Tref时，则直轴电流参考值Isd_ref等于直轴第一参考电流Isd_ref1，即Isd_ref＝Isd_ref1，弱磁PI环积分增益实时继承直轴电流参考值Isd_ref；
当非零开关时间量T1+T2≥K1*Tref时，用直轴第一参考电流Isd_ref1限制直轴第二参考电流Isd_ref2的上限值后，令直轴电流参考值Isd_ref等于直轴第二参考电流Isd_ref2，即Isd_ref＝Isd_ref2。


5.根据权利要求1-4任一项所述的异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，根据最大滑差频率ωsmax和峰值输出电流Ismax限制交轴参考电流中间值Isq_ref1的上下限幅值，确定交轴电流参考值Isq_ref的方法为：
由电机驱动器和异步电机过载能力获取峰值电流Ismax，由直轴电流参考值Isd_ref，交直轴电流正交分解，计算得到交轴第一限制电流：



根据最大转矩得到对应的最大滑差，设定定子电阻Rs＝0后，得到最大滑差频率：



其中：Rr为转子电阻，Ls为定子电感，Lr为转子电感，Lm为定转子互感；
由最大滑差频率ωsmax计算得到交轴第二限制电流：



其中：Tr为转子时间常数；
比较Isq_max1、Isq_max2的大小，取较小值为最终交轴限制电流Isq_max，即Isq_max＝min(Isqmax1，Isq_max2)；
由交轴限制电流Isq_max对交轴参考电流中间值Isq_ref1进行上下限幅，进而得到交轴电流参考值Isq_ref。


6.根据权利要求1-4任一项所述的异步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，进一步包括：
将电机转子位置角度θr微分计算得到机械转速ωr，将滑差频率ωs与机械转速ωr之和积分计算得到同步位置角θe。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡冰，张利军，崔晓光，邵春伟，咸粤飞，张勋，李泽元，赵许强，袁超，谢峥，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37