[发明专利]一种异步电机运行效率优化方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种异步电机运行效率优化方法及控制系统。该方法结合异步电机的闭环反馈控制技术，通过在现有的异步电机控制系统中的间接矢量控制过程中增设一个磁链优化环节，实现根据交轴控制电流I_q的大小按照最佳比值λ来同步调整直轴控制电流I_d的大小。所述最佳比值λ通过处理单元查询预设的交/直轴控制电流最佳比值表来获得。其中，所述交/直轴控制电流最佳比值表由现场工作人员记录的异步电机运行在任一转速ω且输入功率最低时，交轴控制电流I_q和直轴控制电流I_d的比值λ来构建。本发明通过一个实际测量的最佳比值λ来根据交轴控制电流I_q设置直轴控制电流I_d，兼顾了异步电机在轻负载时铁损不能忽略的情况，提高了到异步电机运行的效率。

技术领域

本发明提供一种改善异步电机运行效率方案,涉及异步电机的功耗控制和节能领域。具体涉及一种异步电机运行效率优化方法及控制系统。

背景技术

异步电机在额定负载条件下有比较高的运行效率。但当电机处于轻载情况下时，如果继续维持额定磁链，电机的效率将会明显下降。因此研究如何提高电机运行效率成为工程人员关注的焦点问题之一。

目前异步电机的效率优化大致有下面两种方法；

基于在线搜索法：在负载转矩不变的情况下，不调整转子磁链通过观察系统输入的电压和输入电流，降低电机铁耗和铜耗来提高异步电机的运行效率。其不依赖于电机模型参数，在实际应用过程中适用性比较好。但是采用该方法需要在异步电机运行过程中，增设相关的传感器来检测输入电压和输入电流，不仅需要额外增加成本，而且需要反复多次观察、调整异步电机的输入电压和输入电流才能达到运行效率的优化。

基于最大转矩电流比的异步电机效率优化：在异步电机保持特定转速的情况下，以定子电流最小作为控制目标，通过使直轴控制电流I_d和交轴控制电流I_q相等时电机的输入功率理论上最小，来达到效率优化的目的。但这种方法忽略了铁芯损耗随磁链及频率变化的影响，理论跟实际存在差距因此、这种方法仍有一定的局限性。

发明内容

为了实现在异步电机运行时不增设传感器对输入电压和输入电流进行观察，反复调整的前提下，快速准确地实现异步电机运行效率的优化。

本发明提供一种异步电机运行效率优化方法，该方法包括：通过对异步电机输入功率的观测、构建并存储记录有异步电机运行在一组不同转速中的任一转速ω且输入功率最低时，该异步电机交轴控制电流值、交轴控制电流和直轴控制电流最佳比值λ的交/直轴控制电流最佳比值表；基于异步电机运行时交轴控制电流I_q查询所述交/直轴控制电流最佳比值表获取对应的最佳比值λ_y，根据交轴控制电流I_q、所述最佳比值λ_y来设置该异步电机的直轴控制电流I_d。