[發明專利]雙參考電壓單矢量開繞組永磁電機預測控制方法和設備

有效

• 申請號: 201910022946.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109728756B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張曉光;李毅
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李弘

1.一種基于雙參考電壓單矢量開繞組永磁電機預測控制方法，其特征在于，包括：

根據電流無差拍控制原理計算在同步旋轉坐標系上的電機參考電壓矢量；

根據所述電機參考電壓矢量計算得到所述電機參考電壓矢量的角度，從而得到所述電機參考電壓矢量的位置，根據所述電機參考電壓矢量的位置確定第一逆變器的電壓矢量；

根據所述第一逆變器的電壓矢量與所述電機參考電壓矢量計算得到第二逆變器的參考電壓矢量；

再根據第二逆變器的參考電壓矢量在第二逆變器所有電壓矢量所形成的六邊形內的位置，確定所述第二逆變器的候選電壓矢量范圍和數量；

從所述第二逆變器的候選電壓矢量范圍中選取所述第二逆變器的電壓矢量；

將所述第一逆變器的電壓矢量和所述第二逆變器的電壓矢量分別輸入到所述第一逆變器和所述第二逆變器；

在所述同步旋轉坐標系上的d軸、q軸和0軸的電機參考電壓矢量的方程式為：

其中，u_dref,u_qref和u_0ref分別表示電機在同步旋轉坐標系上d軸、q軸和0軸上的參考電壓矢量；i_d,i_q和i₀分別表示電機在同步旋轉坐標系上d軸、q軸和0軸上的電流分量；i_d^*,i_q^*和i₀^*分別表示設置在同步旋轉坐標系上d軸、q軸和0軸上的參考電流分量；R,L和M分別表示定子繞組電阻、自感和互感；L_d,L_q分別代表旋轉坐標系下d軸、q軸上的電感分量，對于凸極電機來說，L_d＝L_q＝L；L₀＝L-2M代表零序電感；ω，θ，Ψ_f1，Ψ_f3，k分別為電角速度，轉子位置角，基波轉子磁鏈，轉子磁鏈三次諧波分量和時間點；T_s表示采樣時間；所述電機在d軸和q軸上的參考電壓矢量經克拉克變換成兩相靜止坐標系的參考電壓矢量的方程為：

其中，u_αref和u_βref分別表示電機在靜止坐標系上α軸和β軸上的參考電壓矢量；u_dref和u_qref分別表示電機在同步旋轉坐標系上d軸和q軸上的參考電壓矢量；θ為轉子位置角；根據所述電機在靜止坐標系上α軸和β軸的參考電壓矢量，則電機參考電壓矢量的位置角度的計算公式為：

其中，θ₁為所述電機參考電壓矢量的位置角度；u_αref和u_βref分別表示電機在靜止坐標系上α軸和β軸上的參考電壓矢量；

將雙逆變器電壓矢量分布的整個平面劃分為六個扇區，根據所述電機參考電壓矢量的位置角度θ₁確定所在的扇區；再根據所述電機的參考電壓矢量u_ref距離最近的非零矢量，確定第一逆變器的電壓矢量u₁；

根據所述電機參考電壓矢量的方程式得到電機的參考電壓矢量的參數u_ref；再結合第一逆變器的電壓矢量u₁，根據公式u_ref2＝u₁-u_ref，得到所述第二逆變器的參考電壓矢量；

根據第二逆變器的參考電壓矢量u_ref2的位置，確定第二逆變器的的候選的電壓矢量，包括一個非零矢量和兩個零矢量；

其中，將每一個候選電壓矢量經過下述公式計算相應地得到一個預測電流，

i_dq0(k+1)＝F(k)i_dq0(k)+G[u_dq0-1(k)-u_dq0-2(k)]|+H(k)

式中

u_dq0-1(k)表示第一逆變器在k時刻產生的8個電壓矢量；u_dq0-2(k)表示第二逆變器在k時刻產生的8個電壓矢量；T_s表示采樣時間。