基于混合在线搜索的异步电动机效率优化控制策略#余宁1,2，丁文1，刘云鹏1，胡艳芳1**510152025303540（1.西安交通大学电气工程学院；2.西宁市供电公司）摘要：结合损耗模型法和黄金分割法在异步电动机效率优化控制中的优点，提出了一种混合式在线搜索法的异步电动机最大效率控制策略。给出了d-q坐标系下异步电动机的损耗模型，结合黄金分割在线搜索法，形成了一种新型的混合式在线搜索控制策略，首先运用电机损耗模型控制方法计算得到转子磁链最优值，将损耗模型控制得到的转子磁链最优值作为在线搜索算法搜索区间的中点，然后根据系统的实际情况，向中点的两侧各取一个区间段作为在线搜索算法的搜索区间。对黄金分割法和混合式在线搜索法进行了对比仿真研究，搭建了以数字信号处理器为控制电路核心的实验系统，仿真和实验结果表明混合式在线搜索方法在搜索过程中转子磁链的波动明显变小，搜索时间变短，且相同的时间内搜索精度更高，系统的稳定性也更好，系统效率明显提高。关键词：异步电动机；效率优化；混合式在线搜索；损耗模型；黄金分割中图分类号：TM351AnEfficiencyOptimizationControlStrategyofInductionMotorsBasedonHybridOn-lineSearchMethodYUNing1,2,DINGWen1,LIUYunpeng1,HUYanfang1(1.SchoolofElectricalEngineering,Xi'anJiaotongUniversity;2.XiningPowerSupplyCompany)Abstract:Ahybridonlinesearchcontrolstrategyisproposedfortheefficiencyoptimizationofinductionmotorsbasedoncombiningtheadvantagesoflossmodelmethodandgoldensectiontechniqueinoptimalefficiencycontrolofinductionmotor.Thedqcoordinatesystemofinductionmotorlossmodelisgiven,anewtypeofhybridonlinesearchcontrolstrategiesisconstructedbycombinedwithgoldensectiononlinesearchtechnique.Firstly,theoptimalvalueoftherotorfluxiscalculatedbyusingofthemotorlossmodelcontrolmethod,theoptimalvalueofrotorflux-lineobtainedbythelossmodelisusedasthemidpointofthesearchrange.Thentwosegmentsofbothsidesofthemidpointarechosenasthesearchrangeaccordingtotheactualsituationofthesystem.Thesimulationsofgoldensectionmethodandhybridonlinesearchmethodarecompared.Finally,anexperimentalsystemisbuiltbasedonthedigitalsignalprocessorsforcontrolcircuit,simulationandexperimentalresultsshowthatthefluctuationofhybridonlinesearchmethodinthesearchprocessoftherotorfluxissignificantlysmaller,thesearchtimeisshortandthishybridonlinesearchmethodcanachievehigheraccuracy,thesystemstabilityandefficiencyarealsoimproved.Keywords:inductionmotor;efficiencyoptimization;hybridonlinesearch;lossmode;goldensection0引言目前，大量应用的异步电动机控制系统中，电机是按照需要的最大负载选定的。然而，电机大多数时间运行在空载或轻载状态，电动机的负载率低，运行效率就不高。在当今大力提倡节能减排的背景下，研究异步电动机控制的效率优化具有十分重要的经济意义和现实意义。迄今为止，国内外学者在异步电动机控制效率优化方面做了大量研究，也提出了多种电基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20100201120021）作者简介：余宁（1985-），男，在读研究生，研究方向：变压器及电力系统通信联系人：丁文（1981-），男，副教授，主要研究方向：电机及其控制系统.wending@mail.xjtu.edu.cn-1-LmLrerFeTRR455055606570机效率优化控制策略。根据各种控制策略的特点，归纳起来可以分为两类，即基于电机模型的损耗模型法[1-2]和在线搜索寻优法[3-5]。其中第一类方法通过建立损耗模型求取对应最优效率的控制量以实现效率最优，其优点是最优励磁给定电流直接由计算得到，响应速度快。缺点是这类方法需要精确的电机模型参数信息，受环境变化影响大，寻优精度低。由于损耗模型复杂、参数准确值难以获得，因此限制了这种方法的应用。在线搜索寻优法不依赖电机参数，不需要电机参数和模型的先验信息，抗参数变化的鲁棒性强，寻优精度高，从而具有明显优势。其...