CN114157204B - 实现磁链弱磁控制方法、系统、装置、处理器及存储介质 - Google Patents

实现磁链弱磁控制方法、系统、装置、处理器及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法，包括以下步骤：根据电压反馈环节计算是否开启弱磁功能以及动态磁链指令；根据定子磁链－速度反比例曲线计算初始磁链指令；根据磁链指令和反馈值进行PI控制环节输出励磁电流指令；根据定子励磁磁链和转子磁链的大小对励磁电流指令和转矩电流指令进行限幅；根据定子磁链计算电压前馈环节。本发明还涉及一种针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质。采用了本发明的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质，使电流控制器避免处于饱和状态，采用更大的加速度，提高电机的加减速能力及电流控制的稳定性。

Description

实现磁链弱磁控制方法、系统、装置、处理器及存储介质
技术领域
本发明涉及异步电机领域，尤其涉及电机弱磁控制技术领域，具体是指一种针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
异步电机随着转速的增加，其需要输出的电压也逐渐增大，然而受到驱动器直流侧母线电压的限制，驱动器输出电压不能无限制的增大。因此当驱动器输出电压达到限制后，若要进一步的提高转速，则必须降低电机需要的电压，对于异步电机通常采用减小定子励磁电流Isd的方法来限制定子磁链，从而提高异步电机的运行范围。
参见图1所示的异步电机弱磁控制策略示意图，其中Isdr是额定励磁电流值，Isdc是励磁电流指令值，Isdf是励磁电流反馈值，Isqc是转矩电流指令值，Isqf是转矩电流反馈值，Ud是励磁电压，Uq是转矩电压，Usmax是励磁电压，ωs是速度指令值，ωf是速度反馈值。
目前，现有技术主要采用图1所示异步电机弱磁策略，该策略通过励磁电流-速度反比例曲线结合电压反馈环节弱磁方法实现电机的升速运行，即在弱磁时根据额定励磁电流值Isdr和速度根据反比例曲线计算当前的励磁电流值Isdc，并结合电压反馈环节进行补偿调节。其中，电压反馈环节是将反馈电压和逆变器输出电压极限值Usmax进行比较，将差值输入PI调节器产生弱磁时的励磁电流增量实时调节当前励磁电流指令值，最终使异步电机工作在目标工况。
但是，异步电机输出电压是由转速和定子磁链决定的，而电机定子磁链除了与定子励磁电流和转矩电流有关外，还与电机转子电流相关，而上述控制策略没有考虑到这方面，导致在电机加减速等动态变化中输出电压控制不及时，从而使调节器进入饱和状态，失去对电流调节作用，有可能使电机运行失控。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足准确性高、加减速能力好、适用范围较为广泛的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
该针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)根据电压反馈环节计算是否开启弱磁功能以及动态磁链指令；
(2)根据定子磁链－速度反比例曲线计算初始磁链指令；
(3)根据磁链指令和反馈值进行PI控制环节输出励磁电流指令；
(4)根据定子励磁磁链和转子磁链的大小对励磁电流指令和转矩电流指令进行限幅；
(5)根据定子磁链计算电压前馈环节。
较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)计算当前输出电压，并与弱磁起始电压比较，在输出电压超过弱磁起始电压的情况下，将弱磁标志置位；
(1.2)记录此时实际速度作为弱磁起始转速；
(1.3)将弱磁起始电压作为参考指令，输出电压作为反馈量，输入PI控制器进行调节，输出动态磁链指令；
(1.4)判断输出电压是否小于弱磁起始电压，且实际速度小于弱磁起始转速，如果是，将弱磁标志复位；否则，不复位弱磁标志。
较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)在弱磁标志复位的情况下，定子初始磁链指令为额定磁链值；
在弱磁标志置位的情况下，定子初始磁链指令为额定磁链值乘以当前弱磁起始速度与实际速度的比值；
(2.2)将步骤(1.3)计算的动态磁链指令与步骤(2.1)的定子初始磁链指令相加作为定子磁链指令。
较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)在弱磁标志置位的情况下，计算定子反馈磁链；
(3.2)在弱磁标志置位的情况下，将定子磁链指令作为参考量，将计算的定子反馈磁链作为反馈量，输入PI控制器进行计算，输出定子d轴励磁电流指令。
较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)判断弱磁标志是否复位，如果是，则d轴励磁电流被限制在电机额定电流，计算q轴转矩电流限制isqmax；否则，弱磁标志置位，继续步骤(4.2)；
(4.2)d轴励磁电流的绝对值被限制为小于电机额定电流，判断d轴磁链是否大于q轴磁链，如果是，则计算q轴转矩电流限制isqmax；否则，计算q轴转矩电流限制isqmax′。
较佳地，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)计算定子电压前馈量；
(5.2)将计算的定子电压前馈量与电流环输出电压相加和，作为实际输出电压完成对定子电压的前馈补偿。
较佳地，所述的步骤(3.1)中计算定子反馈磁链，具体为：
根据以下公式计算定子反馈磁链：
其中，ψsd为定子d轴磁链，ψsq为定子q轴磁链，isd为定子d轴电流，isq为定子q轴电流，Ls为定子自感，σ为漏磁系数，imr为转子等效励磁电流。
较佳地，所述的步骤(4.1)及步骤(4.2)中计算q轴转矩电流限制isqmax，具体为：
根据以下公式计算q轴转矩电流限制isqmax：
其中，ismax为电机最大电流，isd为定子d轴电流。
较佳地，所述的步骤(4.1)及步骤(4.2)中计算q轴转矩电流限制isqmax′，具体为：
根据以下公式计算q轴转矩电流限制isqmax′：
其中，isd为定子d轴电流，imr为转子等效励磁电流。
较佳地，所述的步骤(5.1)中计算定子电压前馈量，具体为：
根据以下公式计算定子电压前馈量：
其中，usd为定子d轴输出电压前馈量，usq为q轴输出电压前馈量，Rs为定子电阻，ωs为电机转子电角速度，Tr为转子时间常数。
该实现弱磁控制的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
电压反馈计算模块，用于计算是否满足弱磁条件以及弱磁后的动态磁链指令计算；
初始磁链指令计算模块，与所述的电压反馈计算模块相连接，用于计算初始磁链指令和总的磁链指令；
磁链PI控制模块，与所述的初始磁链指令计算模块相连接，用于对磁链指令值和反馈值进行PI控制；
电流限幅模块，与所述的磁链PI控制模块相连接，用于对励磁电流和转矩电流大小进行限幅；
电压前馈补偿模块，与所述的电流限幅模块相连接，用于对输出电压进行前馈补偿。
该针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
该针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
采用了本发明的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质，考虑了转子等效励磁电流对定子输出电压的影响后，可以使得电机运行状态快速变化时定子输出电压保持在期望的范围，从而使得电流控制器避免处于饱和状态，电机在加减速时的可以采用更大的加速度。本发明的针对定子磁链实现弱磁控制的方法，可以提高电机在高速时的加减速能力以及电流控制的稳定性。
附图说明
图1为现有技术的弱磁控制示意图。
图2为本发明的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法，其中包括以下步骤：
(1)根据电压反馈环节计算是否开启弱磁功能以及动态磁链指令；
(2)根据定子磁链－速度反比例曲线计算初始磁链指令；
(3)根据磁链指令和反馈值进行PI控制环节输出励磁电流指令；
(4)根据定子励磁磁链和转子磁链的大小对励磁电流指令和转矩电流指令进行限幅；
(5)根据定子磁链计算电压前馈环节。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)计算当前输出电压，并与弱磁起始电压比较，在输出电压超过弱磁起始电压的情况下，将弱磁标志置位；
(1.2)记录此时实际速度作为弱磁起始转速；
(1.3)将弱磁起始电压作为参考指令，输出电压作为反馈量，输入PI控制器进行调节，输出动态磁链指令；
(1.4)判断输出电压是否小于弱磁起始电压，且实际速度小于弱磁起始转速，如果是，将弱磁标志复位；否则，不复位弱磁标志。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)在弱磁标志复位的情况下，定子初始磁链指令为额定磁链值；
在弱磁标志置位的情况下，定子初始磁链指令为额定磁链值乘以当前弱磁起始速度与实际速度的比值；
(2.2)将步骤(1.3)计算的动态磁链指令与步骤(2.1)的定子初始磁链指令相加作为定子磁链指令。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)在弱磁标志置位的情况下，计算定子反馈磁链；
(3.2)在弱磁标志置位的情况下，将定子磁链指令作为参考量，将计算的定子反馈磁链作为反馈量，输入PI控制器进行计算，输出定子d轴励磁电流指令。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)判断弱磁标志是否复位，如果是，则d轴励磁电流被限制在电机额定电流，计算q轴转矩电流限制isqmax；否则，弱磁标志置位，继续步骤(4.2)；
(4.2)d轴励磁电流的绝对值被限制为小于电机额定电流，判断d轴磁链是否大于q轴磁链，如果是，则计算q轴转矩电流限制isqmax；否则，计算q轴转矩电流限制isqmax′。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)计算定子电压前馈量；
(5.2)将计算的定子电压前馈量与电流环输出电压相加和，作为实际输出电压完成对定子电压的前馈补偿。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.1)中计算定子反馈磁链，具体为：
根据以下公式计算定子反馈磁链：
其中，ψsd为定子d轴磁链，ψsq为定子q轴磁链，isd为定子d轴电流，isq为定子q轴电流，Ls为定子自感，σ为漏磁系数，imr为转子等效励磁电流。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4.1)及步骤(4.2)中计算q轴转矩电流限制isqmax，具体为：
根据以下公式计算q轴转矩电流限制isqmax：
其中，ismax为电机最大电流，isd为定子d轴电流。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4.1)及步骤(4.2)中计算q轴转矩电流限制isqmax′，具体为：
根据以下公式计算q轴转矩电流限制isqmax′：
其中，isd为定子d轴电流，imr为转子等效励磁电流。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(5.1)中计算定子电压前馈量，具体为：
根据以下公式计算定子电压前馈量：
其中，usd为定子d轴输出电压前馈量，usq为q轴输出电压前馈量，Rs为定子电阻，ωs为电机转子电角速度，Tr为转子时间常数。
本发明的基于实现弱磁控制的系统，其中，所述的系统包括：
电压反馈计算模块，用于计算是否满足弱磁条件以及弱磁后的动态磁链指令计算；
初始磁链指令计算模块，与所述的电压反馈计算模块相连接，用于计算初始磁链指令和总的磁链指令；
磁链PI控制模块，与所述的初始磁链指令计算模块相连接，用于对磁链指令值和反馈值进行PI控制；
电流限幅模块，与所述的磁链PI控制模块相连接，用于对励磁电流和转矩电流大小进行限幅；
电压前馈补偿模块，与所述的电流限幅模块相连接，用于对输出电压进行前馈补偿。
本发明的该针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的装置，其中，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
本发明的该针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的处理器，其中，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
本发明的该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
本发明的具体实施方式中，提供了一种基于定子磁链进行弱磁控制的方法，该方法考虑了转子等效励磁电流对定子磁链的影响，以解决电机动态快速变化时输出电压饱和导致电流控制器失控的问题，提高了电机在高速时的加减速能力和电流控制的稳定性。
如图2为本发明的针对定子磁链弱磁的实施例的流程图。
步骤1：根据电压反馈环节计算是否开启弱磁功能以及动态磁链指令
对定子d轴和q轴的输出电压指令usd和usg进行计算，得到总的输出电压大小。其中总的输出电压按如下计算：
然后判断总的输出电压us与弱磁电压阈值um的大小，当us>um时，则将弱磁标志WFFlag置位，并保存当前的实际速度为弱磁起始转速ωm。
当弱磁标志WFFlag置位后，则将um作为控制参考量，us作为控制反馈量，同时输入PI控制器进行调节，PI控制器的输出作为动态磁链指令值ψdu。
步骤2：根据定子磁链-速度反比例曲线计算初始磁链指令
根据如下公式计算定子初始磁链：
ψdp＝ψdp0＝Lsisd0
其中ψdp是初始磁链指令，ψdp0为定子初始磁链值，isd0是电机额定励磁电流。
当弱磁标志WFFlag置位后，按如下的反比例曲线计算定子初始磁链：
ψdp＝ψdp0*ωm/ωs；
总的磁链指令ψdc为
ψdc＝ψdp+ψdu。
步骤3：根据磁链指令和反馈值进行PI控制环节输出励磁电流指令
按照如下公式计算实际磁链反馈：
以ψdc为参考量，以ψsd为反馈量，将二者的差值作为PI控制器的输入，进行PI运算，运算的结果作为d轴励磁电流指令idc。
步骤4：根据定子励磁磁链和转矩磁链的大小对励磁电流指令和转矩电流指令进行限幅
当弱磁标志WFFlag复位时，励磁电流指令idc固定为idc＝isd0，转矩电流指令最大值为
当弱磁标志WFFlag置位时，励磁电流指令idc最大值为idcmax＝isr，isr是电机额定电流，若ψsd＜ψsq，转矩电流指令最大值为
当弱磁标志WFFlag置位时，励磁电流指令idc最大值为idcmax＝isr，isr是电机额定电流，若ψsd>ψsq，转矩电流指令最大值为
步骤5：根据定子磁链进行电压前馈环节计算
按照如下的公式计算定子前馈电压补偿量：
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法、系统、装置、处理器及其计算机可读存储介质，考虑了转子等效励磁电流对定子输出电压的影响后，可以使得电机运行状态快速变化时定子输出电压保持在期望的范围，从而使得电流控制器避免处于饱和状态，电机在加减速时的可以采用更大的加速度。本发明的针对定子磁链实现弱磁控制的方法，可以提高电机在高速时的加减速能力以及电流控制的稳定性。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)根据电压反馈环节计算是否开启弱磁功能以及动态磁链指令；
(2)根据定子磁链－速度反比例曲线计算初始磁链指令；
(3)根据定子磁链指令和反馈值进行PI控制环节输出励磁电流指令；
(4)根据定子励磁磁链和转子磁链的大小对励磁电流指令和转矩电流指令进行限幅；
(5)根据定子磁链计算电压前馈环节；
所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)计算当前输出电压，并与弱磁起始电压比较，在输出电压超过弱磁起始电压的情况下，将弱磁标志置位；
(1.2)记录此时实际速度作为弱磁起始转速；
(1.3)将弱磁起始电压作为参考指令，输出电压作为反馈量，输入PI控制器进行调节，所述的PI控制器的输出作为动态磁链指令值ψdu，输出动态磁链指令；
(1.4)判断输出电压是否小于弱磁起始电压，且实际速度小于弱磁起始转速，如果是，将弱磁标志复位；否则，不复位弱磁标志；
所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)在弱磁标志复位的情况下，定子初始磁链指令为额定磁链值；
在弱磁标志置位的情况下，定子初始磁链指令为额定磁链值乘以当前弱磁起始速度与实际速度的比值；
(2.2)将步骤(1.3)计算的动态磁链指令与步骤(2.1)的定子初始磁链指令相加作为定子磁链指令；
所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)在弱磁标志置位的情况下，计算定子反馈磁链；
(3.2)在弱磁标志置位的情况下，将定子磁链指令作为参考量，将计算的定子反馈磁链作为反馈量，输入PI控制器进行计算，输出定子d轴励磁电流指令；
所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)判断弱磁标志是否复位，如果是，则d轴励磁电流被限制在电机额定电流，计算q轴转矩电流限制isqmax；否则，弱磁标志置位，继续步骤(4.2)；
(4.2)d轴励磁电流的绝对值被限制为小于电机额定电流，判断d轴磁链是否大于q轴磁链，如果是，则计算q轴转矩电流限制isqmax；否则，计算q轴转矩电流限制isqmax′；
所述的步骤(4.1)及步骤(4.2)中计算q轴转矩电流限制isqmax，具体为：
根据以下公式计算q轴转矩电流限制isqmax：
其中，ismax为电机最大电流，isd为定子d轴电流；
所述的步骤(4.1)及步骤(4.2)中计算q轴转矩电流限制isqmax′，具体为：
根据以下公式计算q轴转矩电流限制isqmax′：
其中，isd为定子d轴电流，imr为转子等效励磁电流；
所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)计算定子电压前馈量；
(5.2)将计算的定子电压前馈量与电流环输出电压相加和，作为实际输出电压完成对定子电压的前馈补偿。
2.根据权利要求1所述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)中计算定子反馈磁链，具体为：
根据以下公式计算定子反馈磁链：
其中，ψsd为定子d轴磁链，ψsq为定子q轴磁链，isd为定子d轴电流，isq为q轴电流，Ls为定子自感，σ为漏磁系数，imr为转子等效励磁电流。
3.根据权利要求1所述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法，其特征在于，所述的步骤(5.1)中计算定子电压前馈量，具体为：
根据以下公式计算定子电压前馈量：
其中，usd为定子d轴输出电压前馈量，usq为q轴输出电压前馈量，Rs为定子电阻，ωs为电机转子电角速度，Tr为转子时间常数。
4.一种基于权利要求1所述的方法实现弱磁控制的系统，其特征在于，所述的系统包括：
电压反馈计算模块，用于计算是否满足弱磁条件以及弱磁后的动态磁链指令计算；
初始磁链指令计算模块，与所述的电压反馈计算模块相连接，用于计算初始磁链指令和定子磁链指令；
磁链PI控制模块，与所述的初始磁链指令计算模块相连接，用于对定子磁链指令值和反馈值进行PI控制；
电流限幅模块，与所述的磁链PI控制模块相连接，用于对励磁电流和转矩电流大小进行限幅；
电压前馈补偿模块，与所述的电流限幅模块相连接，用于对输出电压进行前馈补偿。
5.一种针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的装置，其特征在于，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至3中任一项所述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
6.一种针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至3中任一项所述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至3中任一项所述的针对异步电机定子磁链实现弱磁控制的方法的各个步骤。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102882457A (zh) * 2012-10-10 2013-01-16 深圳市航盛电子股份有限公司 一种牵引电机控制装置及方法
CN104967384A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 河南师范大学 电网故障下双馈风力发电机定转子磁链同步弱磁控制方法
CN105305916A (zh) * 2015-10-08 2016-02-03 江苏科技大学 一种永磁同步电机定子磁链弱磁给定方法
WO2020108173A1 (zh) * 2018-11-30 2020-06-04 中车时代电动汽车股份有限公司 一种永磁同步电机控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4655871B2 (ja) * 2005-10-19 2011-03-23 株式会社日立製作所 永久磁石同期電動機の弱め界磁ベクトル制御装置及びモジュール
CN105450119B (zh) * 2014-08-29 2018-08-10 伊顿公司 V/f控制的感应电机在弱磁区的加速方法
CN108599651B (zh) * 2018-05-15 2020-07-03 华中科技大学 基于虚拟电压注入的感应电机无速度传感器驱动控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102882457A (zh) * 2012-10-10 2013-01-16 深圳市航盛电子股份有限公司 一种牵引电机控制装置及方法
CN104967384A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 河南师范大学 电网故障下双馈风力发电机定转子磁链同步弱磁控制方法
CN105305916A (zh) * 2015-10-08 2016-02-03 江苏科技大学 一种永磁同步电机定子磁链弱磁给定方法
WO2020108173A1 (zh) * 2018-11-30 2020-06-04 中车时代电动汽车股份有限公司 一种永磁同步电机控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
低转矩磁链脉动型电励磁同步电机直接转矩驱动系统的研究;周扬忠;胡育文;黄文新;中国电机工程学报(第07期);第153-155页 *

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