基于矢量控制的电动汽车用异步电动机弱磁控制方法

《基于矢量控制的电动汽车用异步电动机弱磁控制方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2009,36(5)电机控制及其在交通行业中的应用专题xEMCA基于矢量控制的电动汽车用异步电动机弱磁控制方法窦汝振,辛明华,杜智明(中国汽车技术研究中心,天津300162)摘要:对需要异步电动机恒功率运行的应用领域,特别是电动汽车这种需要大范围扩速运行的情形,弱磁控制是一个非常重要的方法。基于矢量控制提出一种恒交轴电压弱磁控制方法,该方法与电机参数无关,稳定性强,实现简单,试验结果验证了该方法的正确性和有效性。关键词:矢量控制;弱磁控制;异步电动机中图分类号:TM301.2BTM343文献标识码:A文章编号:1673-6540(2009)05-0025-03FieldWeak

2、eningControlofAsynchronousMotorsBasedonVectorControlDOURu-zhen,XINMing-hua,DUZhi-ming(ChinaAutomotiveTechnology&ResearchCenter,Tianjin300162,China)Abstract:Thefieldweakeningcontrolisimportantfortheinductionmotor.sconstantpoweroperationthatisre-quiredbytheelectricvehicle.Basedonthedetailedthe

3、oreticalanalysis,usingthevectorcontro,laconstantq-axisstatorvoltagefieldweakeningcontrolmethodthatisstable,independentofmotorparametersispresented.Itsvalidityisprovedbyexperimentalresults.Keywords:vectorcontro;lfieldweakeningcontro;lasynchronousmotorsXn0引言7rd=7rdn(1)Xr异步电动机结实耐用,在矿山机械、航空航式中:7

4、rdn)))额定转子磁链;天、轨道交通、电动汽车等领域有着广泛应用。异Xn)))额定转速;Xr)))电机转速。步电动机运行时,其电压会受到供电电压的限制,(2)恒压弱磁。这类方法保持电机电压为额而电流的增大也会受到电机及变频器的容量限定电压,根据电压控制环的输出来控制电机的励制。因此,异步电动机运行在基速以上时需要采磁电流,与电机参数无关,但转矩电流和励磁电流用适当的弱磁方法,在满足电机及逆变器的电压耦合强,电流调节器易于饱和。和电流限制条件下,得到尽可能大的电机转矩输[1](3)励磁电流的解析控制。电机的励磁电感出和功率输出及良好的系统动、静态特性。此存在磁饱和现象,电感参数

5、会随着励磁电流的调外,异步电动机弱磁运行时的参数变化较大,因此整而发生变化。因此,在电机及励磁电感建模的期望所采用的弱磁控制方法具有较强的参数鲁棒基础上,采用精确的弱磁电流解析形式,提高电机性。的转矩输出能力和动态响应。但这类方法的有效国内、外已有的以矢量控制为基础的弱磁控性依赖于电机参数的准确性,励磁电流控制开环,[2-4]制方法基本可分为以下三类。鲁棒性较差。(1)1/Xr弱磁。如式(1)所示,该方法是在本文对基于转子磁链定向控制的异步电机弱电机转速高于额定转速后将转子磁链给定值设定磁控制方法进行了分析,并提出了一种基于交轴为与转子转速成反比。电压控制的弱磁控制方法,该方法

6、简便易行。)25)电机控制及其在交通行业中的应用专题xEMCA2009,36(5)2Lm1异步电动机数学模型Kv=-1.5np22。RLrLsXe采用转子磁链定向的矢量控制,异步电动机[2]2恒usq控制在dq同步坐标系下的电压方程为:通常采用恒压弱磁控制方法时,会将电机的Lmusd=Rsisd+RLspisd+p7rd-XeRLsisq(2)Lr运行电压保持在额定电压,即Vsm=Vsn,此时:222usd+usq=Vsn(10)Lmusq=Rsisq+RLspisq+XeRLsisd+7rd将式(5)、(6)代入式(8)可得:Lr22usdusq2+[Ism(11)(3)Xe

7、LsXeRLs则电机在(usd-usq)平面上的约束轨迹见图1。式中:usd,usq)))分别为d、q轴定子电压;isd,isq)))分别为d、q轴定子电流;R)))漏感系数;Ls)))定子电感;Lm)))互感;Lr)))转子电感;Xe)))电机同步转速;7rd)))d轴转子磁链;Rs)))定子电阻;图1电压电流约束下的电机-电压轨迹p)))微分算子。由图1可知,电机输出功率随转速的升高而电机电磁转矩Te为:下降。原因在于电机漏抗压降会随转速的升高而2TLm升高,定子电压被限制在额定电压时会