[發明專利]一種五相永磁同步電機模型預測轉矩控制方法

有效

• 申請號: 201710022345.0
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106803731B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 宋文勝;武雪松;薛誠
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20;H02P21/26
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張輝;崔建中

1.一種五相永磁同步電機模型預測轉矩控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據擴展的派克旋轉變換式將五相永磁同步電機在自然坐標系下的電壓、電流、磁鏈、轉矩物理量分別映射到d1-q1和d3-q3兩個正交坐標系下；

步驟2：對兩電平五相電壓源逆變器的基本空間電壓矢量進行分類，并計算大、中、小電壓矢量的幅值分別為：

式中，U_L，U_M，U_S分別表示大、中、小電壓矢量的幅值；U_dc表示逆變器直流側的母線電壓大小；

步驟3：根據五相電機的轉矩以及磁鏈誤差計算出無差拍電壓矢量預測值，再提取出無差拍預測電壓矢量的幅值及位置信息；

步驟4：根據計算得到的電壓矢量位置信息確定無差拍電壓矢量的所在扇區；

步驟5：選取無差拍電壓矢量所在扇區內的4個矢量作為預測控制的輸入集；

步驟6：對控制集中的電壓矢量進行預測評價計算，選取目標函數的最小值對應的電壓矢量施加給逆變器；

所述步驟3具體為：

根據k時刻的轉矩誤差計算出所需負載角δ的變化量△δ為：

T_e^ref表示電機轉速外環轉矩的給定值；δ表示電機定轉子磁鏈之間的負載角，N_p表示電機極對數，L_d表示直軸電感，ψ_f表示永磁體的磁鏈，ψ_s表示定子磁鏈矢量；

根據式計算出αβ坐標系下的定子磁鏈誤差：

ψ_s^ref表示基波磁鏈的給定值；

無差拍電壓矢量預測值在兩相αβ靜止坐標系下的分量U_α和U_β為：

最后根據式求得無差拍控制方法中電壓矢量的幅值及位置信息：

2.如權利要求1所述的一種五相永磁同步電機模型預測轉矩控制方法，其特征在于，

所述目標函數為：

其中，i＝m,m+1,m+2,m+3；m表示每個采樣周期內無差拍電壓矢量所在的扇區號；ψ_sd1-q1^ref表示基波空間定子磁鏈的給定值；T_e(k+1)、ψ_sd1-q1(k+1)分別表示k+1時刻轉矩和定子磁鏈的預測值；ψ_sd3-q3(k+1)表示k+1時刻定子磁鏈的諧波預測值；ψ_sd3-q3^ref為諧波空間定子磁鏈的給定值；λ₁、λ₂分別在基波空間和諧波空間定子磁鏈分量的權重系數。

3.如權利要求2所述的一種五相永磁同步電機模型預測轉矩控制方法，其特征在于，

目標函數中I_max為：

|I_lim|表示設置的電流限定值，當檢測某一電壓矢量作用后的電流幅值超過最大值的限制，則不選取該電壓矢量。