CN109039200A - 一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，包括以下步骤：步骤一、计算电机铁损；步骤二、计算电机铜损；步骤三、根据步骤一和步骤二中得出的电机铁损和电机铜损计算总损耗；步骤四、计算当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系；步骤五、计算励磁电流；因为电动叉车是由电池供电的有限能量系统，用于叉车行走和负载提升的感应电机是能量的主要消耗源，因此感应电机的高效率运行显得尤为重要，本发明在传统仅考虑铜损的损耗分析方式基础上，同时将铁损考虑在内，得出全局损耗与励磁电流和转矩的电流的对应关系，最终得到全局损耗最小的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法。

Description

一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体是一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法。

背景技术

电动叉车用油泵电机通常为感应电机，运行在恒转矩区域和恒功率区域，同时负载转矩在不同工况下变化较大。在感应矢量控制时，电磁转矩与励磁电流和转矩电流的乘积成正比，意味着将会有多种不同的励磁和转矩电流组合产生相同电磁转矩。

电机运行时损耗包括铜损和铁损，在电机材料和工艺相同情况下，电机损耗与转速、励磁电流和转矩相关。在同一转速和同一负载转矩条件下，不同励磁电流和转矩电流组合所产生损耗也并不相同。在矢量控制时，当电机处于恒转矩阶段时，励磁电流传统控制方法是均保持额定值，以获得最快响应速度。即无论负载转矩如何变化，励磁电流均为恒定值。此时，电机损耗并非最小。

由于电动叉车为电池供电的限能量系统，因此电机工作效率至关重要。目前常规励磁电流最优分析仅包括铜损分析，即欧姆损耗，该方式可根据定子电阻和转子电阻计算得到当前励磁电流。由于未考虑电机铁损，使用常规励磁电流控制方法得到电机效率并非最高。如何得到一种全局高效励磁控制方法是电动叉车电机控制的难点和关键点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将铁损考虑在内得出全局损耗与励磁电流和转矩的电流的对应关系，根据此时电磁转矩大小，可实时计算感应电机励磁电流得到全局损耗最小的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，包括以下步骤：

步骤一、计算电机铁损；

步骤二、计算电机铜损；

步骤三、根据步骤一和步骤二中得出的电机铁损和电机铜损计算总损耗；

步骤四、计算当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系；

步骤五、根据总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系来根据电磁转矩大小实时计算励磁电流，然后将计算得到的励磁电流与感应电机的励磁电流同步即可。

作为本发明进一步的方案：所述步骤一中计算电机铁损的公式为：

作为本发明进一步的方案：所述步骤二中计算电机铜损的公式为：

作为本发明进一步的方案：所述步骤三中计算总损耗的公式为：

作为本发明进一步的方案：所述步骤四中得到当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系式为：

作为本发明进一步的方案：所述步骤四中得到当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系式降价为能够在线计算数值解的关系式，具体方法包括以下步骤：

步骤1、励磁电流和转矩电流对应关系式简化为：

步骤2、采用迭代方式进行计算：

步骤(1)：

步骤(2)：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有以下优点：一、计算时考虑到了电机铁耗；二、能够使总损耗最小；三、励磁电流可实时计算；四、提高电动叉车运行时间；五、不更改硬件设计，成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，包括以下步骤：

步骤一、计算电机铁损；

步骤二、计算电机铜损；

步骤三、根据步骤一和步骤二中得出的电机铁损和电机铜损计算总损耗；

步骤四、计算当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系；

步骤五、根据总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系来根据电磁转矩大小实时计算励磁电流，然后将计算得到的励磁电流与感应电机的励磁电流同步即可。

步骤一中计算电机铁损的公式为：

步骤二中计算电机铜损的公式为：

步骤三中计算总损耗的公式为：

步骤四中当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系式为：

该表达式可进一步简化为：

采用迭代方式进行计算：

步骤1：

步骤2：

本发明的工作原理是：在传统仅考虑铜损的损耗分析方式基础上，同时将铁损考虑在内，得出全局损耗与励磁电流和转矩的电流的对应关系。在转速一定情况下，该对应关系为高阶方程，无法在线计算数值解，需要对其进行降阶处理。根据降阶后关系式，根据此时电磁转矩大小，可实时计算感应电机励磁电流，最终得到一种全局损耗最小的励磁控制方法。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、计算电机铁损；

步骤二、计算电机铜损；

步骤三、根据步骤一和步骤二中得出的电机铁损和电机铜损计算总损耗；

步骤四、计算当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系；

步骤五、根据总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系来根据电磁转矩大小实时计算励磁电流，然后将计算得到的励磁电流与感应电机的励磁电流同步即可。

2.根据权利要求1所述的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，其特征在于，所述步骤一中计算电机铁损的公式为：

3.根据权利要求1所述的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，其特征在于，所述步骤二中计算电机铜损的公式为：

4.根据权利要求1所述的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，其特征在于，所述步骤三中计算总损耗的公式为：

5.根据权利要求1所述的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，其特征在于，所述步骤四中得到当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系式为：

6.根据权利要求1所述的用于电动叉车油泵电机的高效励磁控制方法，其特征在于，所述步骤四中得到当负载转矩不变情况下，总损耗最小时励磁电流和转矩电流对应关系式降价为能够在线计算数值解的关系式，具体方法包括以下步骤：

步骤1、励磁电流和转矩电流对应关系式简化为：

步骤2、采用迭代方式进行计算：

步骤(1)：

步骤(2)：