CN104079230A - 异步电动机效率优化控制的方法、装置、系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型异步电动机效率优化控制的方法、装置、系统以及电动汽车，其中，异步电动机效率优化控制的方法包括：实时快速、准确获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，以使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应，保证了电动机在最小电流和最佳电压的节能状态下以最高效率运行。其中，电动汽车包括：上述的异步电动机效率优化控制装置与输出电压调整装置及异步电动机、车体的驱动轴连接，用于驱动车体在不同的负载率和转速下始终以最高效率运行，延长了电动汽车的行驶里程。

Description

异步电动机效率优化控制的方法、装置、系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动机控制领域，具体而言，涉及交流异步电动机效率优化控制的方法、装置、系统及电动汽车。
背景技术
电动汽车用电动机效率优化控制器是电动汽车的核心之一，主要用于控制电动汽车按照设定的方向，速度，角度，响应时间进行工作，以使电动机的输出效率更高。
交流异步电动机以其低价格、高可靠性、高速、低转矩波动/噪声和不用位置传感器等优点已成为电动汽车电动机的首选。目前，国内外在电动汽车异步电动机的控制方面，主要有以下控制技术：
(1)普通变频控制、矢量控制、直接转矩控制及自适应控制技术；
(2)传统的效率优化控制技术。
电动机效率优化控制器的首要任务是通过控制电动机的相关参数来达到提高电动机输出效率的目的。由于电动汽车在行驶过程受到相关因素(如上坡、下坡、路况等)的影响，会使电动机在不同的负载率(如轻载、中载、重载)下运行。对于交流异步电动机效率优化控制器，根据电动机电压、电流特性曲线可知，电动机在不同的负载率运行时，电动机的输入电压与该曲线的交点越靠近曲线的最低点(最高效率点)，电动机的运行效率越高。如图1所示，图1为现有技术中电动机在不同的负载率下运行时的电压、电流特性曲线图，其中，X、Y、Z点分别为电动机在负载率为10％、50％、100％时运行的最高效率点，(X1、X2)，(Y1、Y2)，(Z1、Z2)点分别为X、Y、Z点的临近效率点。从图1可以看出，当电动机的输入电压为额定电压380V时，电动机在中轻载运行时效率较低。
现有技术中，普通变频控制、直接转矩控制、矢量控制及自适应控制技术，均是在额定电压(380V或其他的电压值)的电动机输入电压条件下对电动机进行控制，这些控制技术有一个共同的缺陷是：电动机在中轻载时，由于电动机无功功率的增大，使得铜损、铁损也增大，从而导致电动机的运行效率、功率因数大大降低(由图1可以看出)，造成电能的严重浪费。
现有技术中，传统的效率优化控制技术试图通过调整电压的方式，使电动机始终保持在最高效率点上运行(由图1可知通过调整电压可使电动机在X、Y、Z点上运行)，其具体方法是：搜索判断法，即通过试探性的调整电压，通过搜索判断不同电压所对应的电流值的大小变化，来确定最高效率点。参图1所示，如电压从380V降到Y1点所对应的电压值，此时搜索判断其对应的电流值的变化，得知电流值也随之降低，则继续降低电压，当电压降到Y2点所对应的电压值时，此时搜索判断其对应的电流值的变化，得知电流值随之增加，则判定最高效率点在Y1点与Y1点之间，通过反复试探性的调整电压值及搜索判断电流值的变化即可确定最高效率点Y点。这种方法虽能在一定程度上减少铜损、铁损，提高电动机的运行效率及功率因数，但由于该方法不能一次性准确确定最高效率点，因此响应速度慢(一般为0.1-10s),不能快速适应负载率的急剧变化，容易导致电动机的转差率增加，甚至堵转停机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型交流异步电动机效率优化控制的方法、装置、系统以及电动汽车，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种新型交流异步电动机效率优化控制的方法，包括：实时快速、精确获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应。
进一步，实时获取电动机的负载率并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量之前，还包括：实时获取电动机的相关参数的参数值；其中，相关参数包括：电动机的三相输入电流、三相输入电压、电相位角度和转速。
进一步，实时获取电动机的负载率并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量，包括：
通过计算分别获取电动机的以下参数值，包括：运行功率因数、磁通电流分量、转矩电流分量及转速；将获取的电动机的运行功率因数与预设功率因数进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分微分运算，求得功率因数控制系数；其中，预设功率因数为0.98～1；
将获取的电动机的磁通电流分量与预设磁通电流分量进行比较，获取偏差，对偏差进行模糊推论运算，求得励磁电流控制系数；其中，预设磁通电流分量等于0；
将求得的功率因数控制系数与励磁电流控制系数相乘，求得负载率系数；
将获取的电动机的转矩电流分量与转速控制量进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分运算，求得频率(转速)的控制量；
根据下式求得电压控制量：
Ud＝Fd×k1×Pk
式中，Ud为电压控制量，Fd为频率(转速)控制量(电动机供电电压的频率(Hz))，k1为V/F比系数；Pk为负载率系数。
进一步，磁通电流分量及转矩电流分量通过Clark变换求得。
进一步，转速控制量通过对实时获取的车速与给定车速进行比较获取的偏差进行比例积分运算求得。
本发明提供的实施例还提供了一种交流异步电动机效率优化控制的装置，包括：优化模块，用于实时快速、精确获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；调整模块，用于根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，以使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应。
进一步，该交流异步电动机效率优化控制装置还包括：获取模块，用于实时获取电动机的相关参数的参数值；其中，相关参数包括：电动机的三相输入电流、三相输入电压、电相位角度和转速。
进一步，优化模块具体用于：
通过计算分别获取电动机的以下参数值，包括：运行功率因数、磁通电流分量、转矩电流分量及转速控制量；
将获取的电动机的运行功率因数与预设功率因数进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分微分(PID)运算，求得功率因数控制系数；其中，预设功率因数为0.98～1；
将获取的电动机的磁通电流分量与预设磁通电流分量进行比较，获取偏差，对偏差进行模糊推论运算，求得励磁电流控制系数；其中，预设磁通电流分量等于0；
将求得的功率因数控制系数与励磁电流控制系数相乘，求得负载率系数；
将获取的电动机的转矩电流分量与转速控制量进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分运算，求得频率(转速)的控制量；
根据下式求得电压控制量：
Ud＝Fd×k1×Pk
式中，Ud为电压控制量，Fd为频率(转速)控制量，k1为V/F比系数，Pk为负载率系数。
本发明的实施例还提供了一种交流异步电动机效率优化控制的系统，包括：上述交流异步电动机效率优化控制的装置、交流输出电压调整装置(SPWM与IPM)及异步电动机；上述交流异步电动机效率优化控制的装置与交流输出电压调整装置及异步电动机连接，用于控制交流异步电动机始终以最高效率运行。
本发明的实施例还提供了一种电动汽车，包括：上述交流异步电动机效率优化控制的系统和车体；上述交流异步电动机效率优化控制的系统与车体的驱动轴连接，用于驱动车体在不同的负载率及任何的转速(频率)下始终以最高效率运行。
本发明实施例提供的交流异步电动机效率优化控制的方法，通过优化演算一次性(快速)准确获取使电动机在不同的负载率及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量，并根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，使电动机的输入功率始终跟随电动机的负载率，保证电动机在最小电流和最佳电压的节能状态下以最高效率运行，不仅解决了现有技术中普通变频控制、直接转矩控制、矢量控制及自适应控制技术，电动机在中轻载时，由于电动机无功功率的增大，使得铜损、铁损也增大，从而导致电动机的运行效率、功率因数大大降低造成电能的严重浪费的技术缺陷，而且解决了现有技术中，传统效率优化控制技术响应速度慢,不能快速适应负载率的急剧变化，容易导致电动机的转差率增加，甚至堵转停机的问题。
附图说明
图1示出了现有技术中电动机在不同的负载率运行时的电压、电流特性曲线图；
图2示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法第一实施例的流程图；
图3示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法电动机最高效率运行点的示意图；
图4示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法电动机不同的负载率及频率(转速)设定值下最高效率运行点的示意图；
图5示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法第二实施例的流程图；
图6示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法三相坐标系和两相正交坐标系中的磁动势矢量图；
图7示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法按负载率改变复数V/F曲线的示意图；
图8示出了本发明异步电动机效率优化控制的装置第一实施例的结构框图；
图9示出了本发明异步电动机效率优化控制的装置第二实施例的结构框图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参图2所示，图2示出了本发明异步电动机效率优化控制的方法第一实施例的流程图。
在本实施例中，一种交流异步电动机效率优化控制的方法，包括：
步骤S202，实时快速、精确获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；
步骤S204，根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，以使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应。
本实施例采用负载跟踪控制模式，通过优化演算快速准确获取使电动机在不同的负载率及任何的频率(转速)下始终以最高效率(图1中的X、Y、Z点)运行的电压控制量，并根据获取的电压控制量，实时调整电动机的输入电压，使电动机的输入功率紧紧跟随电动机的负载率，保证电动机在最小电流和最佳电压的节能状态下以最高效率运行。该负载跟踪控制模式，不仅在正常负荷运行时大大减少了铜损、铁损，提高了电动机的运行效率和功率因数，而且在负荷急剧突变或转速突变的场合，克服了传统的效率优化控制器响应速度慢的问题，可以快速的适应负荷的需求，适用于任何突变负载的场合。
本实施例提供的的方法可应用于电动汽车(或其他负载率及转速可变的场合)，通过实时跟踪电动汽车负载及转速的变化，使电动机的输入功率紧紧跟随电动汽车的总需求负荷，当汽车的总需负荷求小于电动机的输入功率时，电动机的输入功率自动调整为最小值；当电动汽车的总需求负荷未超出蓄电池容量，但达到电动汽车最大输入功率时，则电动汽车的电动机输入功率自动调整为最大值，中间状态运行时，电动机的输入功率实时调整，以保证电动机在最小电流和最佳电压的节能状态下运行，延长电动汽车蓄电池每次充电后的使用时间及行驶里程。
本实施例中的电动机的运行效率η可由下式算出：
η = P 2 P 1 = P 2 P 2 + ( P cu 1 + P cu 2 ) + ( P Fe + P mec + P ad )
式中：
P1为电动机的输入功率；
P2为电动机的输出功率(轴输出功率)；
Pcu1为定子铜损耗，即定子电流流过定子绕组时产生的功率损耗，其大小与负载有关；
Pcu2为转子铜损耗，即电流流过转子绕组时产生的功率损耗，其大小与负载有关；
PFe为铁损耗，即旋转磁场在定子铁心中产生的励磁损耗，其大小主要由励磁电动势决定(与电动机输入电压的平方成正比)，与负载基本无关；
Pmec为机械损耗，即轴承、风扇等产生摩擦而消耗的功率，基本不变；
Pad(或Ps)为附件损耗，即因定子、转子铁心开槽以及谐波产生的损耗，大小与负载有关，但一般视为不变。
(Pcu1+Pcu2)与负载有关，成为可变损耗(铜损)，(PFe+Pmec+Pad)基本与负载无关，称为不变损耗(铁损)。由效率η的公式可知，当P2不变的情况下，要想让电动机节能运行，必须提高电动机的效率，即降低所有损耗的总数值。根据交流异步电动机的等效电路，从能量守恒定律可得出：当铜损与铁损相等，即(Pcu1+Pcu2)＝(PFe+Pmec+Pad)时，如图3所示的交点，电动机的损耗最小、运行效率最高。
由交流异步电动机的等效电路可知：铁损Pf＝U1 2×g0，铜损Pc＝I2×(R1+R2)，当(Pcu1+Pcu2)＝(PFe+Pmec+Pad)时，即Pf＝Pc＝I2×(R1+R2)＝U1 2×g0时，得出：U1 2/I2＝(R1+R2)/g0，即电感性质的电动机呈阻性负载，此时电动机的运行效率和功率因数最高。
参图4所示的电动机不同的负载率及频率(转速)设定值下最高效率运行点的示意图，通过电动机的输入电压，使(Pcu1+Pcu2)＝(PFe+Pmec+Pad)且(Pcu1+Pcu2)和PFe最小可以达到使电动机效率最高，损耗最小的目标。
参图5所示，图5示出的本发明交流异步电动机效率优化控制的方法第二实施例的流程图详细描述了本方法的实施步骤：
步骤S501，实时获取电动机的相关参数的参数值；其中，相关参数包括：电动机的三相输入电流ia、ib、ic，三相输入电压ua、ub、uc及电相位角度θ。电相位角度θ与电动机的负载率密切相关，电相位角度θ与电动机的负载率成反比，即θ越大负载率越小，θ越小负载率越大。
由电动机的电流模型可知：电动机的总励磁电流是由转矩电流分量iq与磁通电流分量id矢量合成的，而转矩电流分量iq和电流的有功分量Ila成正比。在电流的有功分量Ila恒定(相当于负载转矩不变)的前提下，cosθ越低(θ角越大)，则定子的励磁电流越大，定子的铜损也必然增大，效率也越低。同时，电动机运行中的电压和总电流(励磁电流)的相位角θ与有功分量和总电流的θ是相等的，因此，通过检测总电流和有功分量电流即可计算出电角度θ。
步骤S502，通过计算分别获取电动机的以下参数值，包括：运行功率因数cosθ、磁通电流分量id、转矩电流分量iq及转速控制量mw。
本实施例中的磁通电流分量id、转矩电流分量iq可通过Clark变换即可求得。参图6所示的三相坐标系和两相正交坐标系中的磁动势矢量示意图。
电动机三相绕组A、B、C和两相绕组之间的坐标变换，可以把A、B、C三相励磁电流变换成为电动机的转子转矩电流和定子磁链电流。电动机三相A、B、C和两个坐标系中的磁动势矢量，将两个坐标系原点重合，并使A轴和α轴重合。按照磁动势相等的等效原则，三相合成磁动势与两相合成磁动势相等，故两套绕组磁动势在qd轴上的投影应相等，因此写成矩阵形式：
iq id = 2 3 1 - 1 2 - 3 2 0 3 2 - 3 2 iA iB iC .
步骤S503，将获取的电动机的运行功率因数cosθ与预设功率因数进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分微分运算，求得功率因数控制系数PFk；其中，预设功率因数为最大值，可取0.98～1。
步骤S504，将获取的电动机的磁通电流分量id与预设磁通电流分量进行比较，获取偏差，对偏差进行模糊推论运算(表格法)，求得励磁电流控制系数Idk；其中，预设磁通电流分量等于0(id＝0)。
步骤S505，将求得的功率因数控制系数PFk与励磁电流控制系数Idk相乘，求得负载率系数Pk。
步骤S506，将获取的电动机的转矩电流分量iq与转速控制量mw进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分(PI)运算，求得频率控制量Fd。
在本实施例中，转速控制量mw通过对实时获取的转速(通过速度传感器获取)与给定转速进行比较获取的偏差进行比例积分(PI)运算求得。
步骤S507，根据下式求得电压控制量：
Ud＝Fd×k1×Pk
式中，Ud为电压控制量，Fd为频率(转速)的控制量，k1为V/F比系数(额定电压V/额定频率F，在电动机的额定电压V为380V、额定频率F为50Hz时，V/F比系数为380/50即7.6。此处的额定电压V不限于380V、额定频率F也不限于50Hz，其他额定电压，如60V～700V、其他额定频率，如10Hz～500Hz时，同样适用于本发明。)，Pk为负载率系数。
步骤S508，根据获取的电压控制量Ud和频率控制量Fd，通过输出电压调整装置(SPWM与IPM)实时调整电动机的三相输入电压ua、ub、uc(电流ia、ib、ic随电压变化而变化)和频率(转速)，以使电动机的输入功率P1始终与电动机的负载率相适应。
参图7所示的按负载率改变复数V/F曲线的示意图，本实施例通过快速自动跟踪技术，在微秒级(7μs)获取电相位角度θ，判断出负载率系数Pk的变化，按步骤S507中的公式，获取电动机始终在最高效率点运行的电压控制量Ud，在1/360个周波(一个相位角56μs)内改变复数V/F比曲线(既可变V/F比曲线)，将轻载输出(低V/F)转变为满载输出(高V/F)，快速调整输出电压(即电动机的输入电压)。
本实施例提供的方法通过快速(56μs以内，现有技术是0.1-10s)准确地获取电动机在不同的负载率及频率(转速)设定值下始终以最高效率运行的电压控制量，保证了电动机在最小电流和最佳电压的节能状态运行，具有以下有益效果：
1)大大降低了电动机的铜损、铁损，提高了运行效率；
2)大大降低了电动机的无功功率，提高了功率因数；
3)大大降低了电动机的有功功率，节约了有功电能；
4)大大降低了电动机的运行温升和噪声，延长了电动机的使用寿命。
本实施例应用于电动汽车上时，为了更好地节约的电能，还可以对下坡或滑行时电动机产生的电能进行回馈。
参图8所示的交流异步电动机效率优化控制的装置第一实施例的结构框图。本实施例还提供了一种交流异步电动机效率优化控制的装置，包括：
优化模块20，用于实时获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；
调整模块30，用于根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，以使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应。
本实施例采用负载跟踪控制模式，通过优化模块20快速准确获取使电动机在不同的负载率及频率(转速)设定值下始终以最高效率(图1中的X、Y、Z点)运行的电压控制量。调整模块30根据获取的电压控制量，实时调整电动机的输入电压，使电动机的输入功率紧紧跟随电动机的负载率，保证电动机在最小电流和最佳电压的节能状态下以最高效率运行。该交流异步电动机效率优化控制的装置，不仅使电动机在正常负荷运行时大大减少了铜损、铁损，提高了运行效率和功率因数，而且在负荷或转速急剧突变的场合，克服了传统的效率优化控制器响应速度慢的问题，可以快速的适应负荷的需求，适用于任何突变负载的场合。
参图9所示的交流异步电动机效率优化控制的装置第二实施例的结构框图。该交流异步电动机效率优化控制的装置还包括：获取模块10，用于实时检测电动机的相关参数，并获取相关参数的参数值；其中，相关参数包括：电动机的三相输入电流、三相输入电压、电相位角度和转速。
在本实施例中，优化模块20具体用于：
通过计算分别获取电动机的以下参数值，包括：运行功率因数、磁通电流分量、转矩电流分量及转速控制量；
将获取的电动机的运行功率因数与预设功率因数进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分微分运算，求得功率因数控制系数；其中，预设功率因数为最大值，可取0.98～1；
将获取的电动机的磁通电流分量与预设磁通电流分量进行比较，获取偏差，对偏差进行模糊推论运算，求得励磁电流控制系数；其中，预设磁通电流分量等于0；
将求得的功率因数控制系数与励磁电流控制系数相乘，求得负载率系数；
将获取的电动机的转矩电流分量与转速控制量进行比较，获取偏差，对偏差进行比例积分运算，求得频率的控制量；
根据下式求得电压控制量：
Ud＝Fd×k1×Pk
式中，Ud为电压控制量，Fd为频率的控制量，k1为V/F比系数，Pk为负载率系数。
本实施例提供的装置通过快速(56μs以内，现有技术是0.1～10s)准确地获取电动机在不同的负载率及及任何的频率(转速)下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量，保证了电动机在最小电流和最佳电压的节能状态运行，具有以下有益效果：
1)大大降低了电动机的铜损、铁损，提高了运行效率；
2)大大降低了电动机的无功功率，提高了功率因数；
3)大大降低了电动机的有功功率，节约了有功电能；
4)大大降低了电动机的运行温升和噪声，延长了电动机的使用寿命。
本实施例应用于电动汽车上时，为了更好地节约的电能，还设置了电能回收模块，用于对下坡或滑行时电动机产生的电能进行回馈。
本实施例还提供了一种交流异步电动机效率优化控制的系统，包括：上述交流异步电动机效率优化控制的装置、交流异步电动机及通过输出电压调整装置(SPWM与IPM)；上述交流异步电动机效率优化控制的装置与交流异步电动机及通过输出电压调整装置连接，用于控制交流异步电动机始终以最高效率运行。
本实施例还提供了一种电动汽车，包括：上述交流异步电动机效率优化控制的系统和车体；上述异步电动机效率优化控制的系统与车体的驱动轴连接，用于驱动车体在不同的负载率及任何的转速(频率)下始终以最高效率运行，延长了电动汽车蓄电池每次充电后的使用时间和电动汽车的行驶里程。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块或电路板，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块或电路板来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异步电动机效率优化控制的方法，其特征在于，包括：
实时获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；
根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，以使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应。
2.根据权利要求1所述的异步电动机效率优化控制的方法，其特征在于，实时获取电动机的负载率并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量之前，还包括：
实时获取电动机的相关参数的参数值；其中，所述相关参数包括：电动机的三相输入电流、三相输入电压、电相位角度及转速。
3.根据权利要求2所述的异步电动机效率优化控制的方法，其特征在于，实时获取电动机的负载率并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量，包括：
通过计算分别获取电动机的以下参数值，包括：运行功率因数、磁通电流分量、转矩电流分量及转速控制量；
将获取的电动机的运行功率因数与预设功率因数进行比较，获取偏差，对所述偏差进行比例积分微分运算，求得功率因数控制系数；其中，所述预设功率因数为0.98～1；
将获取的电动机的磁通电流分量与预设磁通电流分量进行比较，获取偏差，对所述偏差进行模糊推论运算，求得励磁电流控制系数；其中，所述预设磁通电流分量等于0；
将求得的功率因数控制系数与励磁电流控制系数相乘，求得负载率系数；
将获取的电动机的转矩电流分量与转速控制量进行比较，获取偏差，对所述偏差进行比例积分运算，求得频率的控制量；
根据下式求得电压控制量：
Ud＝Fd×k1×Pk
式中，Ud为电压控制量，Fd为频率的控制量，k1为V/F比系数，Pk为负载率系数。
4.根据权利要求3所述的异步电动机效率优化控制的方法，其特征在于，所述磁通电流分量及转矩电流分量通过Clark变换求得。
5.根据权利要求4所述的异步电动机效率优化控制的方法，其特征在于，所述转速控制量通过对实时获取的转速与给定转速进行比较获取的偏差进行比例积分运算求得。
6.一种异步电动机效率优化控制的装置，其特征在于，包括：
优化模块，用于实时获取电动机的负载率，并通过优化演算获取使电动机在不同的负载率及任何的频率下始终以最高效率运行的电压及频率的控制量；
调整模块，用于根据获取的电压及频率的控制量，实时调整电动机的输入电压和频率，以使电动机的输入功率始终与电动机的负载率相适应。
7.根据权利要求6所述的异步电动机效率优化控制的装置，其特征在于，还包括：
获取模块，用于实时获取电动机的相关参数的参数值；其中，所述相关参数包括：电动机的三相输入电流、三相输入电压、电相位角度及转速。
8.根据权利要求7所述的异步电动机效率优化控制的装置，其特征在于，所述优化模块具体用于：
通过计算分别获取电动机的以下参数值，包括：运行功率因数、磁通电流分量、转矩电流分量及转速控制量；
将获取的电动机的运行功率因数与预设功率因数进行比较，获取偏差，对所述偏差进行比例积分微分运算，求得功率因数控制系数；其中，所述预设功率因数为0.98～1；
将获取的电动机的磁通电流分量与预设磁通电流分量进行比较，获取偏差，对所述偏差进行模糊推论运算，求得励磁电流控制系数；其中，所述预设磁通电流分量等于0；
将求得的功率因数控制系数与励磁电流控制系数相乘，求得负载率系数；
将获取的电动机的转矩电流分量与转速控制量进行比较，获取偏差，对所述偏差进行比例积分运算，求得频率的控制量；
根据下式求得电压控制量：
Ud＝Fd×k1×Pk
式中，Ud为电压控制量，Fd为频率的控制量，k1为V/F比系数，Pk为负载率系数。
9.一种异步电动机效率优化控制的系统，其特征在于，包括：权利要求6-8任意一项所述的装置、交流异步电动机及输出电压调整装置；权利要求6-8任意一项所述的装置与所述交流输出电压调整装置及异步电动机连接，用于控制所述交流异步电动机始终以最高效率运行。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括：权利要求9所述的系统和车体；权利要求9所述的系统与车体的驱动轴连接，用于驱动所述车体在不同的负载率及及任何的转速下始终以最高效率运行。
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