一种异步电机的节能控制方法

摘要

一种异步电机的节能控制方法，该异步电机由逆变器供电，并转速调节器控制，逆变器包括功率模块和含数字信号处理器DSP的控制模块；将给定电机角速度ω^*与测得的电机实际的角速度ω之差，送入转速调节器，转速调节器输出量为电机的给定电磁转矩T_e^*；ω_s^*为异步电机运行的最优转差角频率；由给定电磁转矩T_e^*和最优转差角频率ω_s^*经过计算得到电机在两相旋转坐标系下的转矩电流分量Isq；由转矩电流分量Isq和最优转差角频率ω_s^*得到异步电机的励磁电流分量Isd；根据定子电流的转矩电流分量Isq和励磁电流分量Isd分别得到稳态运行状态下定子两相电压Usd和Usq；再经过反派克运算ipark，即得到异步电机在两相静止坐标系下的两相电压分量Usα和Usβ，进而经过空间矢量脉宽调制控制逆变器，实现异步电机的节能控制。

主权项

1.一种异步电机的节能控制方法，该异步电机由逆变器供电，并转速调节器调节、控制，逆变器包括功率模块和含数字信号处理器DSP的控制模块；将给定电机角速度ω^*与测得的电机实际的角速度ω之差，送入转速调节器，转速调节器输出量为电机的给定电磁转矩T_e^*；ω_s^*为异步电机运行的最优转差角频率，即电机以此转差角频率运行时，电机运行至稳态后，电机的运行效率最高；最优转差角频率ω_s^*为：${{\omega }_s}^{*}=\sqrt{\frac{R_r^2(R_s+R_{\mathrm{fe}})}{R_s{L}_r^2+R_r{L}_m^2+R_{\mathrm{fe}}{L}_r{L}_{1r}}},$其中，R_s被控异步电机定子每相电阻、R_r转子每相电阻、R_fe表征电机铁芯损耗的每相电阻、L_lr转子每相漏感、L_r转换成正交两相后的转子每相自感，L_m同轴定、转子绕组间的互感；由给定电磁转矩T_e^*和最优转差角频率ω_s^*经过计算得到电机在两相旋转坐标系下的转矩电流分量Isq：其中n_p为异步电动机的极对数；由转矩电流分量Isq和最优转差角频率ω_s^*计算求取异步电机在两相旋转坐标系下的励磁电流分量Isd：根据定子电流的转矩电流分量Isq和励磁电流分量Isd分别得到稳态运行状态下定子两相电压Usd和Usq：$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=R_s{i}_{\mathrm{sd}}-{\omega }_1(L_s-\frac{{L_m}^2}{L_r})i_{\mathrm{sq}}+R_{\mathrm{fe}}{i}_{\mathrm{sd}}\\ u_{\mathrm{sq}}=R_s{i}_{\mathrm{sq}}+{\omega }_1{L}_s{i}_{\mathrm{sd}}+R_{\mathrm{fe}}{i}_{\mathrm{sq}}(1-\frac{L_m}{L_r})\end{array}\right.$其中，L_S为两相坐标系下定子绕组每相自感，ω₁为电源角频率，它等于最优转差角频率ω_s^*和电机实际的角速度ω之和；电源角频率经过积分运算得到转子的旋转角θ；将两相电压Usd和Usq和旋转角θ经过反派克运算ipark，即得到异步电机在两相静止坐标系下的两相电压分量Usα和Usβ，进而经过空间矢量脉宽调制SVPWM控制逆变器，实现异步电机的节能控制。