[發(fā)明專利]一種基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710317022.4
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107104617B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧子廣;朱沙;林靖宇;邵磊;葉偉清;洪鶴雋;許柳
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P21/20;H02P21/14
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 李彥孚;何承鑫

一種基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法，其特征在于，通過采集的永磁同步電機(jī)的三相定子電流、直流側(cè)電壓，并結(jié)合轉(zhuǎn)速通過PI調(diào)節(jié)得到參考轉(zhuǎn)矩指令，參考轉(zhuǎn)矩指令通過計(jì)算可得電動機(jī)參考定子磁鏈的幅值，通過變流器的驅(qū)動信號估算出αβ軸下定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩，結(jié)合反park變換得出在αβ軸下的轉(zhuǎn)子磁鏈分量，通過滾動優(yōu)化等計(jì)算，可得到下一時(shí)刻的驅(qū)動信號，通過下一時(shí)刻的驅(qū)動信號控制三個(gè)上下管的開通，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單，并且無需計(jì)算下一時(shí)刻的電流預(yù)測值，從而避免了由于坐標(biāo)變換導(dǎo)致的計(jì)算量大、計(jì)算過程復(fù)雜的問題，從而減少了計(jì)算量，大大簡化了計(jì)算量，還避免了由于滯環(huán)控制導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩和磁鏈產(chǎn)生脈動較大、控制轉(zhuǎn)矩響應(yīng)較慢等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有電機(jī)主要分為兩類：直流電機(jī)和交流電機(jī)，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，交流電機(jī)可以分為交流異步電機(jī)和同步電機(jī)，隨著永磁材料性能的提高和價(jià)格的下降，永磁同步電機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，并且由于永磁同步電機(jī)具有以高功率因素、高效率、低能耗、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、較硬的機(jī)械特性、較快的動態(tài)響應(yīng)速度、控制方法簡單、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以永磁同步電機(jī)使用范圍廣泛；

現(xiàn)有永磁同步電機(jī)的控制方法中矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制較為成熟，但是直接轉(zhuǎn)矩控制是基于對磁鏈和轉(zhuǎn)矩的滯環(huán)控制，根據(jù)滯環(huán)比較結(jié)果采用查表的方法選擇基本電壓矢量，這會使轉(zhuǎn)矩和磁鏈產(chǎn)生較大脈動；

矢量控制轉(zhuǎn)矩響應(yīng)較慢，含有復(fù)雜的坐標(biāo)變換，控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，隨著數(shù)字信號處理器等控制芯片計(jì)算能力的大幅提高，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制顯然不能滿足需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1)、通過電流傳感器獲取k時(shí)刻永磁同步電機(jī)的三相定子電流i_sa(k)、i_sb(k)、i_sc(k)，并且通過電壓傳感器獲取永磁同步電機(jī)直流側(cè)電壓U_dc，并且通過編碼器獲取永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速ω；

S2)、通過將轉(zhuǎn)速ω與參考轉(zhuǎn)速ω^*做差后經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出得到參考轉(zhuǎn)矩指令T_e^*；

S3)、通過參考轉(zhuǎn)矩指令T_e^*計(jì)算得到參考定子磁鏈ψ_s^*，其計(jì)算公式如下：

其中，P為極對數(shù)，ψ_f為轉(zhuǎn)子磁鏈，|ψ_s^*|為參考定子磁鏈幅值，L_s為定子電感；

S4)、通過計(jì)算參考定子磁鏈相位角θ，利用極坐標(biāo)系得到參考定子磁鏈ψ_s^*在αβ軸下的分量ψ_sα^*、ψ_sβ^*，其中，參考定子磁鏈相位角θ計(jì)算公式如下：

θ＝arctan(L_sT_e^*/(1.5Pψ_f²))+ωt，