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1、ISSN100020054清华大学学报(自然科学版)2009年第49卷第4期4ö40CN1122223öNJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2009,Vol.49,No.44732476一种考虑负载转矩的异步电机弱磁控制策略1111122樊扬,瞿文龙,陆海峰,程小猛,张星,伍理勋,蒋时军(1.清华大学电机工程与应用电子技术系,电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京100084;2.株洲电力机车研究所,株洲412001)摘要:从高速弱磁区内电动汽车对电驱动系统的实际要动系统有着特殊的要求:①根据电动汽车实际
2、运求出发,提出一种考虑负载转矩的异步电机弱磁控制策略。行特点,其驱动电机恒转矩区设计得较小,宽范围调该策略根据转矩指令动态调节电机转矩电流和励磁电流大速的要求使得电机在转速较高时就进入弱磁区,以小,既能满足宽范围调速的需要又能提高驱动系统在高速弱满足有限的直流母线电压对电机感应电势的限制;磁区内的运行效率。此外,通过对转矩电流的补偿控制,能够②节能和一次充电续驶里程指标要求电驱动系统保证转矩响应的动态性能。文中介绍了该控制策略的基本原必须具有高的效率。理、控制框图和实现方法,并进行了计算仿真和实验验证。计文献中关于异步电机高速弱磁控制方
3、法主要算仿真和实验结果验证了所提出的弱磁控制策略的有效性。[1]有:①令定ö转子磁链与电机转速成反比,这类方关键词:异步电机;弱磁控制;转矩系数;运行效率法没有考虑直流母线电压变化的影响,也不能输出中图分类号:TM343.3文献标识码:A最大转矩;②根据电压、电流极限,基于电机稳态文章编号:100020054(2009)0420473204[2]方程的解析方法,这类方法要求精确的电机模型[3]和参数;③基于电压闭环的弱磁方法,这类方法Inductionmachinefluxweakeningcontrol与电机参数无关,具有很好的鲁棒性
4、,但尚未考虑弱strategybasedontheloadtorque磁区内电机的效率。FANYang1,QUWenlong1,LUHaifeng1,CHENGXiaomeng1,文献中关于异步电机效率优化的讨论主要包括ZHANGXing1,WULixun2,JIANGShijun2[4-6][4]两个方面:①基于损耗模型的解析方法,这(1.StateKeyLaboratoryofControlandSimulationofPower类方法需要精确的电机损耗模型和电机参数,尤其SystemsandGenerationEquipment,
5、DepartmentofElectrical是电机运行过程中变化明显的转子电阻和等效铁损Engineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;电阻,难以工程实用;②基于在线最小输入功率的2.ZhuzhouElectricLocomotiveResearchInstitute,[5]Zhuzhou412001,China)搜索算法,这类方法需要检测系统输入功率且存Abstract:Afluxweakeningcontrolstrategybasedontheload在寻优过程,故不适用于电动
6、汽车这类电机工作点torquewasdevelopedforinductionmachinedrivesystemsfor不断变化的应用场合。practicalelectricalvehicles.Inthefluxweakeningregion,thestator本文从高速弱磁区内电动汽车对电驱动系统的currentfluxandtorquecomponentsareregulatedbasedonthetorqueinstruction.Theoutputtorquecanbecontrolledoverawide实际要求出发,提出
7、一种考虑负载转矩的异步电机speedrangeandthemotorefficiencyisincreasedforsome弱磁控制策略。conditions.Thedynamictorqueresponseisguaranteedbyusingtorquecomponentcompensationofthestatorcurrent.Allthe1考虑负载转矩的弱磁控制策略principle,thecontrolblockdiagramsandimplementationswere3introduced.Somecalculation
8、s,simulationsandexperimentswere定义转矩系数为给定转矩T与最大转矩Tmaxperformed.Alloftheresultsconfirmtheeffectivenessoft
