异步电机直接转矩弱磁控制研究

     摘要: 针对异步电机直接转矩控制系统的弱磁控制，提出了一种新的弱磁控制策略。该策略基本的思想就是使磁链给定值跟随着转矩误差的变化。该算法不需要复杂的电机参数而且能够实现各个速度段的平滑过度。在整个运转过程中限制定子磁链不超过设定值，在不同的速度区段给定不同的定子磁链，易于实现。，文章通过仿真验证了该控制策略可实现异步电机直接转矩控制系统的弱磁升速和减速过程。

　　0  引  言

　　在高速列车用感应电机直接转矩控制系统中，有时需要电机工作在高于额定转速的情况，对于感应电机，可以通过弱磁控制达到比较高的速度要求。在弱磁阶段，电机的转矩性能主要取决于电机的控制策略,其方法和基速也有所不同。其一，在弱磁范围内不是恒转矩调速，而是恒功率调节; 其二，在弱磁范围内，都是全电压工作，没有零电压状态，工作电压在整个区段中起作用。

　　传统的直接转矩控制弱磁方法是在弱磁区将定子磁链参考值与转速成反比变化。定子磁链参考值的过高过低，都会导致输出转矩的下降。传统的弱磁方法不能在已有的限制条件下获得电机的转矩输出能力[ 2] 。文献[ 3] 提出了基于电压闭环控制的弱磁方法,是基于转子磁链定向的方案，不适合于定子磁链定向的方案。文献[4] 提出了转矩弱磁控制算法，但是其算法过多的依赖于电机参数，如电机电阻、漏感和互感,这些参数都有可能影响弱磁的性能。文献[ 5] 提出了鲁棒弱磁控制算法，但是只针对转子磁链进行给定的，而且对于一些低惯性的电机很难取得很好的电机性能。

　　越来越多的研究正在向定子磁场定向方面进行转移，电机的性能受电机参数的影响很小，定子磁链相对于转子磁链易观测。论文在深入分析异步电机直接转矩控制系统弱磁控制原理的基础上，提出了一种弱磁控制策略，保证升速过程中输出转矩，实现快速升速。并通过仿真研究进行验证。

　　1  异步电机的数学关系

　　定子磁链下的电机方程如下所示:

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