异步电机发电控制方法及设备
阅读说明：本技术 异步电机发电控制方法及设备 (Asynchronous motor power generation control method and equipment ) 是由 王雪迪 周鹏 董笑辰 于 2019-03-08 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供一种异步电机发电控制方法及设备,该方法包括：在异步电机完成预励磁,进入发电状态后,判断异步电机的工作转速是否高于额定转速；若低于或等于,则根据预设直流电压指令,以及异步电机的直流电压和电动机功率,获得第一转矩电流指令,并根据第一转矩电流指令和异步电机的转矩电流,获得第一转矩电压；根据预设磁链指令和磁链,获得第一励磁电流指令,并根据第一励磁电流指令和异步电机的励磁电流,获得第一励磁电压；根据第一转矩电压和第一励磁电压,控制异步电机发出交流电。本实施例提供的方法在电动机带负载工作负载波动时,特别是在瞬态突加、突减负载时,维持直流电压稳定,提高系统的动态响应性能。(The embodiment of the invention provides a power generation control method and equipment for an asynchronous motor, wherein the method comprises the following steps: after the asynchronous motor finishes pre-excitation and enters a power generation state, judging whether the working rotating speed of the asynchronous motor is higher than the rated rotating speed or not; if the torque is lower than or equal to the first torque voltage, obtaining a first torque current instruction according to a preset direct current voltage instruction, the direct current voltage of the asynchronous motor and the motor power, and obtaining a first torque voltage according to the first torque current instruction and the torque current of the asynchronous motor; obtaining a first excitation current instruction according to a preset flux linkage instruction and flux linkage, and obtaining a first excitation voltage according to the first excitation current instruction and the excitation current of the asynchronous motor; and controlling the asynchronous motor to generate alternating current according to the first torque voltage and the first excitation voltage. The method provided by the embodiment maintains the stability of the direct-current voltage and improves the dynamic response performance of the system when the working load of the motor with the load fluctuates, particularly when the load is suddenly added or suddenly reduced in a transient state.)
技术领域
本发明实施例涉及电机发电控制技术领域，尤其涉及一种异步电机发电控制方法及设备。
背景技术
随着技术的不断进步，多个领域的生产创造逐渐由手工劳动向机械劳动转变。以农业生产为例，农用机械设备越来越普及，大量的手工劳动已经由机械劳动替代。
当前，农用机械设备多采用柴油机机械传动方式，以农用拖拉机为例，柴油机动力轴通过离合器和变速箱驱动轮对运动，更为先进的方案是柴油机通过动力轴带动异步电机转动发电，将所发出的交流电通过变流器整流为直流电，再逆变为电动机供电，通过电动机驱动轮对工作。
然而，在拖拉机负载波动时，特别是在瞬态突加、突减负载时，极易造成直流电压大幅波动震荡，造成直流电压过压或是异步电机输出电流过流保护，由其驱动电动机的动态响应较差。
发明内容
本发明实施例提供一种异步电机发电控制方法及设备，在电动机带负载工作负载波动时，特别是在瞬态突加、突减负载时，维持直流电压稳定，提高系统的动态响应性能。
第一方面，本发明实施例提供一种异步电机发电控制方法，包括：
在异步电机完成预励磁，进入发电状态后，判断所述异步电机的工作转速是否高于额定转速；
若所述异步电机的工作转速低于或等于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第一转矩电流指令，并根据所述第一转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第一转矩电压；
根据预设磁链指令和磁链，获得第一励磁电流指令，并根据所述第一励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第一励磁电压；
根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电。
在一种可能的设计中，上述异步电机发电控制方法，还包括：
若所述异步电机未完成预励磁，则根据预励磁磁链确定预励磁电流指令，根据所述预励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第二励磁电压；
根据第二转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第二转矩电压；
根据所述第二励磁电压和所述第二转矩电压，控制所述异步电机完成预励磁。
在一种可能的设计中，上述异步电机发电控制方法，还包括：
若所述异步电机的工作转速高于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第三转矩电流指令，并根据所述第三转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得转差补偿角频率，将所述转差补偿角频率叠加到所述异步电机的定子同步角频率；
根据预设的磁链曲线确定第二励磁电流指令，根据叠加后的定子同步角频率和所述第二励磁电流指令，获得第三励磁电压，并根据叠加后的定子同步角频率和所述第三转矩电流指令，获得第三转矩电压；
根据所述第三励磁电压和所述第三转矩电压，控制所述异步电机发出交流电。
在一种可能的设计中，上述异步电机发电控制方法，还包括：
获取所述异步电机的输入交流电流和直流电压，以及电动机功率；
对所述输入交流电流进行静止坐标变换和旋转坐标变换，获得所述异步电机的转矩电流和励磁电流。
在一种可能的设计中，所述根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电，包括：
通过三相空间电压矢量调制所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，得到驱动绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)工作的第一脉冲信号；
根据所述第一脉冲信号控制所述异步电机发出交流电。
第二方面，本发明实施例提供一种异步电机发电控制设备，包括：
转速判断模块，用于在异步电机完成预励磁，进入发电状态后，判断所述异步电机的工作转速是否高于额定转速；
第一转矩电压获得模块，用于若所述异步电机的工作转速低于或等于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第一转矩电流指令，并根据所述第一转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第一转矩电压；
第一励磁电压获得模块，用于根据预设磁链指令和磁链，获得第一励磁电流指令，并根据所述第一励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第一励磁电压；
第一发电控制模块，用于根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电。
在一种可能的设计中，上述异步电机发电控制设备，还包括：
第二励磁电压获得模块，用于若所述异步电机未完成预励磁，则根据预励磁磁链确定预励磁电流指令，根据所述预励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第二励磁电压；
第二转矩电压获得模块，用于根据第二转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第二转矩电压；
预励磁模块，用于根据所述第二励磁电压和所述第二转矩电压，控制所述异步电机完成预励磁。
在一种可能的设计中，上述异步电机发电控制设备，还包括：
频率叠加模块，用于若所述异步电机的工作转速高于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第三转矩电流指令，并根据所述第三转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得转差补偿角频率，将所述转差补偿角频率叠加到所述异步电机的定子同步角频率；
第三励磁电压获得模块，用于根据预设的磁链曲线确定第二励磁电流指令，根据叠加后的定子同步角频率和所述第二励磁电流指令，获得第三励磁电压；
第三转矩电压获得模块，用于根据叠加后的定子同步角频率和所述第三转矩电流指令，获得第三转矩电压；
第二发电控制模块，用于根据所述第三励磁电压和所述第三转矩电压，控制所述异步电机发出交流电。
在一种可能的设计中，上述异步电机发电控制设备，还包括：
信息获取模块，用于获取所述异步电机的输入交流电流和直流电压，以及电动机功率；
坐标变换模块，用于对所述输入交流电流进行静止坐标变换和旋转坐标变换，获得所述异步电机的转矩电流和励磁电流。
在一种可能的设计中，所述第一发电控制模块根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电，包括：
通过三相空间电压矢量调制所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，得到驱动IGBT工作的第一脉冲信号；
根据所述第一脉冲信号控制所述异步电机发出交流电。
第三方面，本发明实施例提供一种异步电机发电控制设备，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的异步电机发电控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的异步电机发电控制方法。
本实施例提供的异步电机发电控制方法及设备，该方法在转矩电流指令中加入电动机功率控制，大大加快了系统的动态响应，即电动机负载突加或突减时，发电机控制可快速的对直流电压进行调节，维持恒定，增强了系统的动态响应，提高了系统的可靠性，而且异步发电的控制围绕直流电压进行控制，可为电动机提供稳定的直流电源，有助于电动机控制动态响应的提高，另外由于异步电机的介入，使得柴油机转速与拖拉机的速度再无必然联系，柴油机能够只根据电动机的功率进行调速，在拖拉机速度很高时，柴油机转速可以比较低，更加节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的异步电机发电控制方法的应用场景图；
图2为本发明实施例提供的异步电机发电控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的异步电机预励磁阶段的控制方法1的框图；
图4为本发明实施例提供的异步电机额定转速以下的控制方法2的框图；
图5为本发明实施例提供的异步电机额定转速以上的控制方法3的框图；
图6为本发明实施例提供的异步电机发电控制设备的结构示意图一；
图7为本发明实施例提供的异步电机发电控制设备的结构示意图二；
图8为本发明实施例提供的异步电机发电控制设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
随着技术的不断进步，多个领域的生产创造逐渐由手工劳动向机械劳动转变。以农业生产为例，农用机械设备越来越普及，大量的手工劳动已经由机械劳动替代。当前，农用机械设备多采用柴油机机械传动方式，以农用拖拉机为例，柴油机动力轴通过离合器和变速箱驱动轮对运动，更为先进的方案是柴油机通过动力轴带动异步电机转动发电，将所发出的交流电通过变流器整流为直流电，变流器再通过逆变为电动机供电，通过电动机驱动轮对工作。然而，在拖拉机负载波动时，特别是在瞬态突加、突减负载时，极易造成直流电压大幅波动震荡，造成直流电压过压或是异步电机输出电流过流保护，由其驱动电动机的动态响应较差。
因此，考虑到上述问题，本发明提供一种异步电机发电控制方法，在转矩电流指令中加入电动机功率控制，动态响应快，在电动机负载突加、突减过程直流电压维持不变，有利于电动机的能量获取，发挥期望转矩，而且异步发电的控制围绕直流电压进行控制，直流电压稳定，可为电动机提供稳定的直流电源，有助于电动机控制动态响应的提高，另外由于异步电机的介入，使得柴油机转速与拖拉机的速度再无必然联系，柴油机能够只根据电动机的功率进行调速，在拖拉机速度很高时，柴油机转速可以比较低，更加节能环保。
图1为本发明提供的一种异步电机发电控制方法的应用场景图。如图1所示，柴油机通过齿轮箱带动异步电机转动，控制器控制异步电机发电，同时控制器还可以控制变流器1将异步电机发出的交流电整流为直流，变流器2将直流逆变为三相交流电驱动电动机旋转。
首先拖拉机打火，柴油机启机，柴油机通过齿轮箱带动异步电机旋转，控制器可以在异步电机完成预励磁，进入发电状态后，判断异步电机的工作转速是否高于额定转速；若异步电机的工作转速低于或等于额定转速，则根据预设直流电压指令，以及异步电机的直流电压和电动机功率，获得第一转矩电流指令，并根据第一转矩电流指令和异步电机的转矩电流，获得第一转矩电压；还可以根据预设磁链指令和磁链，获得第一励磁电流指令，并根据第一励磁电流指令和异步电机的励磁电流，获得第一励磁电压；最后根据第一转矩电压和第一励磁电压，控制异步电机发出交流电，进一步控制变流器1将异步电机发出的交流电整流为直流。
其中，异步电机又称异步感应电机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。控制器可以控制异步电机发出交流电，并通过变流器1整流为稳定的直流电。
图2为本发明实施例提供的异步电机发电控制方法的流程示意图，本实施例的执行主体可以为图1所示实施例中的控制器。如图2所示，该方法可以包括：
S201、在异步电机完成预励磁，进入发电状态后，判断所述异步电机的工作转速是否高于额定转速。
可选的，若所述异步电机未完成预励磁，则根据预励磁磁链确定预励磁电流指令，根据所述预励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第二励磁电压；
根据第二转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第二转矩电压；
根据所述第二励磁电压和所述第二转矩电压，控制所述异步电机完成预励磁。
可选的，上述异步电机发电控制方法，还包括：
获取所述异步电机的输入交流电流和直流电压，以及电动机功率；
对所述输入交流电流进行静止坐标变换和旋转坐标变换，获得所述异步电机的转矩电流和励磁电流。
这里，控制器采集电动机功率、输入交流电流和直流电压，对输入三相电流进行静止坐标变换、旋转坐标变换，得到转矩电流和励磁电流。
直流电压由蓄电池充电至电压V1，控制器可以控制变流器将直流电压V1逆变为三相交流电，为异步电机提供启动预励磁。控制器根据预设的预励磁磁链得到预励磁电流指令，与上述异步电机的励磁电流进行比例积分调节得到相应的励磁电压，此时转矩电流指令为零，与上述异步电机的转矩电流进行比例积分调节得到相应的转矩电压。控制器可以通过三相空间电压矢量调制上述得到的励磁电压与转矩电压，得到驱动IGBT工作的脉冲信号，控制上述异步电机完成预励磁，可保证发电机在柴油机带动下更加平稳、无冲击的启动。
S202、若所述异步电机的工作转速低于或等于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第一转矩电流指令，并根据所述第一转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第一转矩电压。
具体的，异步电机完成励磁，进入发电状态，控制器判断异步电机的工作转速是否高于额定转速，如果异步电机工作转速低于或等于额定转速，由于异步电机的第一控制目标是维持直流电压的恒定，为电动机提供稳定的直流电源，所以，控制器对直流电压进行闭环控制，外环由预设直流电压指令和异步电机的直流电压进行比例积分调节，输出与电动机功率乘以系数相减得到第一转矩电流指令，内环由上述第一转矩电流指令和异步电机的转矩电流进行比例积分调节，得到第一转矩电压，其中，上述预设直流电压指令可以根据实际情况确定，如DC500V。
S203、根据预设磁链指令和磁链，获得第一励磁电流指令，并根据所述第一励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第一励磁电压。
由于异步电机的第二控制目标是维持磁链恒定，外环为磁链指令和磁链进行比例积分调节得到第一励磁电流指令，内环由第一励磁电流指令和异步电机的励磁电流进行比例积分调节，得到第一励磁电压，其中，磁链指令可以根据电机参数计算得到，磁链可以通过id计算得到。
S204、根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电。
可选的，所述根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电，包括：
通过三相空间电压矢量调制所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，得到驱动IGBT工作的第一脉冲信号；
根据所述第一脉冲信号控制所述异步电机发出交流电。
即控制器通过三相空间电压矢量调制上述得到的转矩电压和励磁电压，得到驱动IGBT工作的脉冲信号，驱动异步电机发出交流电，可以进一步控制交流器整流为稳定的直流电。
可选的，若所述异步电机的工作转速高于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第三转矩电流指令，并根据所述第三转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得转差补偿角频率，将所述转差补偿角频率叠加到所述异步电机的定子同步角频率；
根据预设的磁链曲线确定第二励磁电流指令，根据叠加后的定子同步角频率和所述第二励磁电流指令，获得第三励磁电压，并根据叠加后的定子同步角频率和所述第三转矩电流指令，获得第三转矩电压；
根据所述第三励磁电压和所述第三转矩电压，控制所述异步电机发出交流电。
具体的，当异步电机工作转速高于额定转速，此时，异步电机输入电压已为额定电压，控制器对直流电压进行闭环控制，外环由预设直流电压指令和异步电机的直流电压进行比例积分调节，输出与电动机功率前馈乘以系数相减得到第三转矩电流指令，第三转矩电流指令与异步电机的转矩电流进行比例积分调节，得到转差补偿角频率，叠加到异步电机的定子同步角频率；第二励磁电流指令由预设的磁链曲线计算得到，由叠加后的定子同步角频率和第二励磁电流指令，获得第三励磁电压，并由叠加后的定子同步角频率和第三转矩电流指令，获得第三转矩电压，通过三相空间电压矢量调制，得到驱动IGBT工作的脉冲信号，驱动异步电机发出交流电，进一步控制交流器整流为稳定的直流电。
本实施例提供的异步电机发电控制方法，在转矩电流指令中加入电动机功率控制，动态响应快，在电动机负载突加、突减过程直流电压维持不变，有利于电动机的能量获取，发挥期望转矩，而且异步发电的控制围绕直流电压进行控制，直流电压稳定，可为电动机提供稳定的直流电源，有助于电动机控制动态响应的提高，还有在异步电机额定点以下和以上设计不同的控制方法，控制方法对柴油机的转速适应范围更加宽泛、控制方法更具普适性，另外由于异步电机的介入，使得柴油机转速与拖拉机的速度再无必然联系，柴油机能够只根据电动机的功率进行调速，在拖拉机速度很高时，柴油机转速可以比较低，更加节能环保。
控制器采集异步电机的转速n、输出交流电流ia、ib，以及直流电压Udc，电动机功率Power。将交流电流ia、ib进行静止坐标变换和旋转坐标变换得到转矩电流Iq和励磁电流Id，根据异步电机的不同运行阶段分为预励磁阶段的控制方法1、额定转速以下的控制方法2以及额定转速以上的控制方法3，下面分别加以框图形式说明。
图3为本发明实施例提供的异步电机预励磁阶段的控制方法1的框图，本实施例在图2实施例的基础上，对本实施例的具体实现过程进行了详细说明。如图3所示：
直流电压由蓄电池充电至电压V1，控制器控制变流器将直流电压V1逆变为三相交流电，为异步电机提供启动预励磁，由控制方法1进行控制。给定预励磁磁链，计算得到预励磁电流指令IdRef1，与异步电机的励磁电流Id进行比例积分调节得到励磁电压Usd1；转矩电流指令IqRef1为零，与异步电机的转矩电流Iq进行比例积分调节得到转矩电压Usq1。励磁电压Usd1与转矩电压Usq1，通过三相空间电压矢量调制得到驱动六个IGBT工作的脉冲信号S11、S21、S31、S41、S51和S61，控制异步电机完成预励磁。在发电机预励磁阶段控制方法1，可保证发电机在柴油机带动下更加平稳、无冲击的启动。其中，Rs为定子电阻，PI为比例积分控制器，X为乘号，Ls为定子电感，Lm为定转子互感，Lr为转子电感，σ为电机极对数，p为微分算子符号，ws为输出电压同步角频率。
SVPWM是空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)的简称。SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
图4为本发明实施例提供的异步电机额定转速以下的控制方法2的框图，本实施例在图2实施例的基础上，对本实施例的具体实现过程进行了详细说明。如图4所示：
异步电机完成励磁，进入发电状态，当异步电机工作转速低于或等于额定转速时，由控制方法2进行控制。异步电机的第一控制目标是维持直流电压的恒定，为电动机提供稳定的直流电源，所以，控制器对直流电压进行闭环控制，外环由直流电压指令UdcRef和异步电机的直流电压Udc进行比例积分调节，输出与电动机功率Power乘以系数相减得到转矩电流指令IqRef2，内环由转矩电流指令IqRef2和异步电机的转矩电流Iq进行比例积分调节，得到转矩电压Usq2；异步电机的第二控制目标是维持磁链恒定，外环为磁链指令FluxRef和磁链Flux进行比例积分调节得到励磁电流指令IdRef2，内环由磁链电流指令IdRef2和异步电机的励磁电流Id进行比例积分调节，得到励磁电压Usd2。转矩电压Usq2和励磁电压Usd2通过三相空间电压矢量调制，得到驱动六个IGBT工作的脉冲信号S12、S22、S32、S42、S52和S62，驱动异步电机发出交流电，进一步控制交流器整流为稳定的直流电，其中，C为常数，Rr为转子电阻。
图5为本发明实施例提供的异步电机额定转速以上的控制方法3的框图，本实施例在图2实施例的基础上，对本实施例的具体实现过程进行了详细说明。如图5所示：
当异步电机工作转速高于额定转速，此时，异步电机输入电压已为额定电压，改由控制方法3进行控制。对直流电压进行闭环控制，外环由直流电压指令UdcRef和异步电机的直流电压Udc进行比例积分调节，输出与电动机功率Power前馈乘以系数相减得到转矩电流指令IqRef3，转矩电流指令IqRef3与异步电机的转矩电流Iq进行比例积分调节，得到转差补偿角频率，叠加到定子同步角频率；励磁电流指令IdRef3由给定的磁链曲线计算得到，FluxRef为由给定的磁链曲线确定的磁链指令，由叠加后的定子同步角频率和转矩电流指令IqRef3计算得到转矩电压Usq3，由叠加后的定子同步角频率和励磁电流指令IdRef3计算得到励磁电压Usd3，通过三相空间电压矢量调制，得到驱动六个IGBT工作的脉冲信号S13、S23、S33、S43、S53和S63，驱动异步电机发出交流电，进一步控制交流器整流为稳定的直流电。
控制器可以通过控制方法1、控制方法2和控制方法3控制异步电机在静止时启机，在柴油机不同转速下维持直流电压恒定，为电动机控制提供稳定直流电源。
另外，当异步电机工作转速低于或等于额定转速时也可以用控制方法3来控制，具体选择哪种方法可以根据实际需要确定。
本实施例提供的异步电机发电控制方法，动态响应快：在转矩电流指令中加入电动机功率前馈控制，在电动机负载突加、突减过程直流电压维持不变，有利于电动机的能量获取，发挥期望转矩；动态调速范围广：在三相异步电机额定点以下和以上设计不同的控制方法，控制方法对柴油机的转速适应范围更加宽泛、控制方法更具普适性；直流电压稳定：三相异步发电的控制方法围绕直流电压恒定进行控制，可为电动机提供稳定的直流电源，有助于电动机控制动态响应的提高；柴油机更加节能：由于三相异步发电机的介入，柴油机转速与拖拉机的速度再无必然联系，柴油机只根据电动机的功率进行调速，在拖拉机速度很高时，柴油机转速可以比较低，更加节能环保。
图6为本发明实施例提供的异步电机发电控制设备的结构示意图一。如图6所示，该异步电机发电控制设备60包括：转速判断模块601、第一转矩电压获得模块602、第一励磁电压获得模块603以及第一发电控制模块604。
转速判断模块601，用于在异步电机完成预励磁，进入发电状态后，判断所述异步电机的工作转速是否高于额定转速。
第一转矩电压获得模块602，用于若所述异步电机的工作转速低于或等于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第一转矩电流指令，并根据所述第一转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第一转矩电压。
第一励磁电压获得模块603，用于根据预设磁链指令和磁链，获得第一励磁电流指令，并根据所述第一励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第一励磁电压。
第一发电控制模块604，用于根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电。
本实施例提供的设备，在转矩电流指令中加入电动机功率控制，动态响应快，在电动机负载突加、突减过程直流电压维持不变，有利于电动机的能量获取，发挥期望转矩，而且异步发电的控制围绕直流电压进行控制，直流电压稳定，可为电动机提供稳定的直流电源，有助于电动机控制动态响应的提高，另外由于异步电机的介入，使得柴油机转速与拖拉机的速度再无必然联系，柴油机能够只根据电动机的功率进行调速，在拖拉机速度很高时，柴油机转速可以比较低，更加节能环保。
图7为本发明实施例提供的异步电机发电控制设备的结构示意图二。如图7所示，本实施例在图6实施例的基础上，还包括：第二励磁电压获得模块605、第二转矩电压获得模块606、预励磁模块607、频率叠加模块608、第三励磁电压获得模块609、第三转矩电压获得模块610、第二发电控制模块611、信息获取模块612和坐标变换模块613。
在一种可能的设计中，第二励磁电压获得模块605，用于若所述异步电机未完成预励磁，则根据预励磁磁链确定预励磁电流指令，根据所述预励磁电流指令和所述异步电机的励磁电流，获得第二励磁电压。
第二转矩电压获得模块606，用于根据第二转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得第二转矩电压。
预励磁模块607，用于根据所述第二励磁电压和所述第二转矩电压，控制所述异步电机完成预励磁。
在一种可能的设计中，频率叠加模块608，用于若所述异步电机的工作转速高于所述额定转速，则根据预设直流电压指令，以及所述异步电机的直流电压和电动机功率，获得第三转矩电流指令，并根据所述第三转矩电流指令和所述异步电机的转矩电流，获得转差补偿角频率，将所述转差补偿角频率叠加到所述异步电机的定子同步角频率。
第三励磁电压获得模块609，用于根据预设的磁链曲线确定第二励磁电流指令，根据叠加后的定子同步角频率和所述第二励磁电流指令，获得第三励磁电压。
第三转矩电压获得模块610，用于根据叠加后的定子同步角频率和所述第三转矩电流指令，获得第三转矩电压。
第二发电控制模块611，用于根据所述第三励磁电压和所述第三转矩电压，控制所述异步电机发出交流电。
在一种可能的设计中，信息获取模块612，用于获取所述异步电机的输入交流电流和直流电压，以及电动机功率。
坐标变换模块613，用于对所述输入交流电流进行静止坐标变换和旋转坐标变换，获得所述异步电机的转矩电流和励磁电流。
在一种可能的设计中，所述第一发电控制模块604根据所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，控制所述异步电机发出交流电，包括：
通过三相空间电压矢量调制所述第一转矩电压和所述第一励磁电压，得到驱动IGBT工作的第一脉冲信号；
根据所述第一脉冲信号控制所述异步电机发出交流电。
本实施例提供的设备，动态响应快：在转矩电流指令中加入电动机功率前馈控制，在电动机负载突加、突减过程直流电压维持不变，有利于电动机的能量获取，发挥期望转矩；动态调速范围广：在三相异步电机额定点以下和以上设计不同的控制方法，控制方法对柴油机的转速适应范围更加宽泛、控制方法更具普适性；直流电压稳定：三相异步发电的控制方法围绕直流电压恒定进行控制，可为电动机提供稳定的直流电源，有助于电动机控制动态响应的提高；柴油机更加节能：由于三相异步发电机的介入，柴油机转速与拖拉机的速度再无必然联系，柴油机只根据电动机的功率进行调速，在拖拉机速度很高时，柴油机转速可以比较低，更加节能环保。
图8为本发明实施例提供的异步电机发电控制设备的硬件结构示意图。如图8所示，本实施例的异步电机发电控制设备80包括：处理器801以及存储器802；其中
存储器802，用于存储计算机执行指令；
处理器801，用于执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述实施例中异步电机发电控制方法所执行的各个步骤。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述。
可选地，存储器802既可以是独立的，也可以跟处理器801集成在一起。
当存储器802独立设置时，该异步电机发电控制设备还包括总线803，用于连接所述存储器802和处理器801。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上所述的异步电机发电控制方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。
应理解，上述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。