考虑铁损补偿的异步电机最大效率矢量控制系统 - 图文

考虑铁损补偿的异步电机最大效率矢量控制系统

1 引言

在矢量控制中由于转子电阻受温度变化对控制精度影响较大，因此，一般在矢量控制中通常忽略铁损。现在采用各种控制理论，可以做到矢量控制不受转子电阻变化的影响。因此铁损上升为主要矛盾。异步电机铁损主要产生于定子铁心，在实际运行时铁损会使转子电流和转子磁通相互干扰，影响控制精度。因此有必要研究考虑铁损的异步电机矢量控制。

一般矢量控制为提高转矩动态响应的快速性，励磁电流采用恒值控制。但在电机轻载高速运行时，使电机运行效率降低。

本文把电机最大效率控制与考虑铁损的矢量控制有机结合，提出考虑铁损的异步电机最大效率控制新方法，对提案的控制系统进行数学建模，提出了完整的控制系统结构，并对该系统进行仿真研究。

2 考虑定子铁损的异步电机数学模型

设dq轴为以同步角速度ω1旋转坐标，铁损为等效涡流产生，则考虑铁损的异步电机dq轴物理模型如图1所示。图1中:isd，isq为定子dq轴电流; ird，iiq为转子dq轴电流;ifed，ifeq为铁损等效dq轴涡流。

图1 考虑铁损的异步电机 轴物理模型

对应此模型的电压方程式为:

在不计等效涡流电路漏感时，则lfe=m为涡流电路等效自感，考虑铁损的稳态等效电路采用空间矢量表示如图2所示。

图2 考虑铁损的异步电机稳态等效电路

3 考虑铁损的矢量控制

理想矢量控制时令ψ *rq=0 ，ψ *rd=ψ *r，即转子磁链轴线设在d轴上(本文*者为控制器值，无*者为电机参数)。 转子磁链由式(6)(10)得:

4 最大效率控制时的最优转差率

异步电机在任意频率下运行时，总会存在一个对应电动机最大效率的转差率sηmax，称为最优转差率。其最优转差率为:

5 考虑铁损补偿的异步电机最大效率矢量控制系统 电压指令值采用电压前馈解耦与电流pi控制相结合。