[發明專利]一種永磁同步電機三矢量模型預測電流控制電路和方法

在審

• 申請號: 202010982562.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112217437A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 劉普;易映萍;張秋葵;楊小亮;申永鵬;梁燕;王延峰;趙俊;劉勝;胡四全;俎立峰;甘江華;石偉
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/14;H02P6/34;H02P6/28;H02P25/024;H02P27/08
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 吳超

1.一種永磁同步電機三矢量模型預測電流控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定最優電壓矢量所處扇區，令所述扇區相鄰電壓矢量作為模型預測控制的非零矢量電壓，并轉換至dq坐標系下；

步驟2：兩個所述相鄰電壓矢量作用于永磁同步電機，計算兩個相鄰電壓矢量作用下的電流增量，和零矢量電壓下的電流增量；

步驟3：根據步驟2中所述的電流增量和三矢量電壓，以及當前采樣電流值和給定電流指令值，計算出所需電壓矢量作用的時間；

步驟4：所述電壓矢量時間用以修正三相逆變器的開關信號占空比；

步驟5：對電流指令進行修正。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟1中采用無差拍原理確定最優電壓矢量u_ref，并判斷其所處扇區，令該扇區相鄰電壓矢量即u_m、u_n作為模型預測控制的非零矢量電壓；其中u_ref在dq坐標系下電壓分量為u_dref、u_qref，

其中，k表示當前時刻；k+1表示下一時刻；T_s為采樣周期；i_d(k)、i_q(k)分別是當前時刻的d、q軸電流采樣值；i_d(k+1)、i_q(k+1)分別是下一時刻的d、q軸電流預測值；u_d(k)、u_q(k)分別是當前時刻的d、q軸電壓采樣值；ω_e(k)是當前時刻的電角速度；是永磁體磁鏈；L_d、L_q分別為d、q軸電感；R_s是定子電阻。

3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟2中，所述相鄰電壓矢量u_m、u_n作用于永磁同步電機，產生電流增量S_dm、S_qm、S_dn、S_dn，零矢量u₀產生的電流增量為S_d0、S_q0，

其中，i_d和i_q分別是d、q軸電流值；u_dn、u_dm、u_qn、u_qm分別是電壓矢量d、q軸的電壓值；w_e是電角速度；是永磁體磁鏈；L_d、L_q分別為d、q軸電感；R_s是定子電阻。

4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步驟3中，根據當前電流值與給定電流指令值可確定所需電壓矢量作用時間t_m、t_n和t₀；由無差拍控制原理可知，電流給定值分別是：

則，

其中，k表示當前時刻；k+1表示下一時刻；T_s為采樣周期；i_d(k)、i_q(k)分別是當前時刻的d、q軸電流采樣值。