異步電機直接轉(zhuǎn)矩弱磁控制研究

　　在高速列車用感應電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，有時需要電機工作在高于額定轉(zhuǎn)速的情況，對于感應電機，可以通過弱磁控制達到比較高的速度要求。在弱磁階段，電機的轉(zhuǎn)矩性能主要取決于電機的控制策略,其方法和基速也有所不同。其一，在弱磁范圍內(nèi)不是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，而是恒功率調(diào)節(jié); 其二，在弱磁范圍內(nèi)，都是全電壓工作，沒有零電壓狀態(tài)，工作電壓在整個區(qū)段中起作用。

　　傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制弱磁方法是在弱磁區(qū)將定子磁鏈參考值與轉(zhuǎn)速成反比變化。定子磁鏈參考值的過高過低，都會導致輸出轉(zhuǎn)矩的下降。傳統(tǒng)的弱磁方法不能在已有的限制條件下獲得電機的最大轉(zhuǎn)矩輸出能力[ 2] 。文獻[ 3] 提出了基于電壓閉環(huán)控制的弱磁方法,是基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的方案，不適合于定子磁鏈定向的方案。文獻[4] 提出了最大轉(zhuǎn)矩弱磁控制算法，但是其算法過多的依賴于電機參數(shù)，如電機電阻、漏感和互感,這些參數(shù)都有可能影響弱磁的性能。文獻[ 5] 提出了魯棒弱磁控制算法，但是只針對轉(zhuǎn)子磁鏈進行給定的，而且對于一些低慣性的電機很難取得很好的電機性能。

　　越來越多的研究正在向定子磁場定向方面進行轉(zhuǎn)移，電機的性能受電機參數(shù)的影響很小，定子磁鏈相對于轉(zhuǎn)子磁鏈易觀測。論文在深入分析異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)弱磁控制原理的基礎(chǔ)上，提出了一種弱磁控制策略，保證升速過程中輸出最大轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)快速升速。并通過仿真研究進行驗證。

　　1 異步電機的數(shù)學關(guān)系

　　定子磁鏈下的電機方程如下所示: