[发明专利]一种直线感应电机稳态最小损耗控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种直线感应电机稳态最小损耗控制方法及系统，首先采集直线感应电机初级电流i_A、i_B，速度v₂，由v₂得到次级角频率ω_r；基于直接磁场定向方法，由i_A、i_B、ω_r获得电机次级磁链幅值ψ_dr、磁链角度θ₁，通过坐标变换由θ₁与i_A、i_B获得初级d轴电流i_ds与初级q轴电流i_qs；结合电机电压方程、磁链方程获得电磁推力F；基于F、ω_r得到最优磁链值将ψ_dr、ω_r、i_ds、i_qs分别与对应的比较后经PI调节获得初级d轴电流控制量初级q轴电流控制量初级d轴电压控制量初级q轴电压控制量再经坐标变换与SVPWM调制，控制逆变器驱动直线感应电机运行。可以在线快速计算直线感应电机最小损耗控制所需的最优磁链值，降低不同工况下的电机损耗，提升电机运行效率。

主权项

1.一种直线感应电机稳态最小损耗控制方法，其特征在于，包括：(1)采集直线感应电机初级电流iA、iB，电机速度v2，并由电机速度v2计算得到电机次级角频率ωr；(2)基于直接磁场定向方法，由电机初级电流iA、iB通过ABC‑αβ坐标变换后结合电机次级角频率ωr计算获得直线感应电机的次级磁链幅值ψdr、次级磁链角度θ1；由电机初级电流iA、iB通过ABC‑dq坐标变换后结合次级磁链角度θ1计算获得初级d轴电流ids与初级q轴电流iqs；(3)基于边端效应系数对直线感应电机dq轴的励磁电感与次级电阻加以修正后，结合直线感应电机dq轴的电压以及直线感应电机dq轴的磁链计算获得电机的电磁推力F；(4)基于电磁推力F和电机次级角频率ω_r得到使直线感应电机损耗最小时的最优磁链值将次级磁链幅值ψ_dr与最优磁链值比较后经PI调节获得初级d轴电流控制量将电机次级角频率ω_r与预设值比较后经PI调节获得初级q轴电流控制量其中，所述最优磁链值的具体实现方式为：确定直线感应电机可控损耗函数：在采用次级磁场定向且电机处于稳态运行时，电机的电磁推力F与电机次级角频率ω_r视为常数，各电感上压降为零，同时次级q轴磁链ψ_qr为零，则将电磁推力简化为：进而将直线感应电机可控损耗函数P_loss简化为：其中，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅表示损耗系数：其中，L_s＝L_me+L_ls；在P_loss'最小时求得的磁链值即为最优磁链ids为初级d轴电流、iqs为初级q轴电流、idr为次级d轴电流、iqr为次级q轴电流、idc为铁损电阻支路d轴电流、iqc为铁损电阻支路q轴电流，ψdr为次级d轴磁链、Rre＝KrCrRr为等效次级电阻、Rs为初级电阻、Rc为铁损电阻、Rr为次级电阻、Kr为纵向边端效应次级电阻修正系数、Cr为横向边缘效应次级电阻修正系数、Lme＝KxCxLm，Lls为初级漏感、Lm为励磁电感、Llr为次级漏感、Kx为纵向边端效应励磁电感修正系数，Cx为横向边缘效应励磁电感修正系数、τ为直线感应电机极距，Lr＝Lme+Llr；(5)将初级d轴电流i_ds与初级d轴电流控制量比较后经PI调节获得初级d轴电压控制量将初级q轴电流i_qs与初级q轴电流控制量比较后经PI调节获得初级q轴电压控制量将初级d轴电压控制量初级q轴电压控制量经过dq‑αβ坐标变换后进行空间矢量脉宽调制SVPWM，控制逆变器驱动直线感应电机运行。