[發明專利]永磁同步電機電流源型逆變器的預測控制方法、設備及介質

在審

• 申請號: 202210891129.0
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115102447A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 范羅榮;樊明迪;徐義國;楊勇
• 申請（專利權）人: 無錫市航鵠精密機械有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/20;H02P21/22;H02P25/022;H02P27/08;H02P6/34
• 代理公司: 蘇州圓融專利代理事務所(普通合伙) 32417
• 代理人: 郭珊珊

1.永磁同步電機電流源型逆變器的預測控制方法，其特征在于：所述永磁同步電機由三相兩電平電流源型逆變器驅動，所述預測控制方法包括，

(1)創建MPC預測模型一，并在第k個采樣周期根據所述MPC預測模型一預測出：永磁同步電機在第k+1個采樣周期的轉矩、d軸電流、所述電流源型逆變器在第k+1個采樣周期的電容輸出電壓及控制矢量二范數；

所述MPC預測模型一包括：

式中，i_i(k)為第k個采樣周期的電流源型逆變器輸入電流，i_s(k)為電流源型逆變器輸出電流，i_dc為電流源的恒流源，C_f為電流源型逆變器的電容的容值，V_s(k)為電壓傳感器檢測所述電流源型逆變器的電容的輸出電壓；P為橋臂上側功率開關；N為下側功率開關；R_s為定子電阻；ψ_f為轉子磁鏈；L_d、L_q為dq坐標系電感；u_d、u_q為dq坐標系電壓；i_d、i_q為dq坐標系電流；ω_e＝pω_n，p是轉子極對數，ω_n是機械角速度；對逆變器功率器件的開關函數定義為u(k)為第k個采樣周期的開關控制矢量，u＝[S_AP S_AN S_BPS_BN S_CP S_CN]∈U；

(2)構建四層價值目標函數一，所述四層價值目標函數一如下：

利用所述四層價值目標函數一，計算第k+1個采樣周期所述電流源型逆變器的電容輸出電壓預測值與電容輸出電壓目標值的誤差J₁，計算第k+1個采樣周期所述永磁同步電機的轉矩預測值與轉矩目標值的誤差J₂，計算第k+1個采樣周期所述永磁同步電機的d軸電流預測值與d軸電流目標值的誤差J₃、并計算第k+1個采樣周期的控制矢量二范數J₄；

其中，T_e^*為轉矩目標值；為d軸電流目標值，為電容輸出電壓目標值，||Δu(k)||₂為控制矢量二范數；T_e(k+1)為永磁同步電機在第k+1個采樣周期的轉矩預測值；I_d(k+1)為永磁同步電機在第k+1個采樣周期的d軸電流預測值；V_s(k+1)為電流源型逆變器在第k+1個采樣周期的電容輸出電壓預測值；u(k)為第k個采樣周期的開關控制矢量，u＝[S_AP S_AN S_BP S_BNS_CP S_CN]∈U；

(3)基于寬容分層序列法在所述電流源型逆變器的所有輸出電壓矢量中選取最優輸出電壓矢量作為第k+1個采用周期所述電流源型逆變器的輸出電壓矢量；包括，

從所述電流源型逆變器的所有輸出電壓矢量中選取誤差J₁小于等于電容輸出電壓寬容值的輸出電壓矢量；在誤差J₁小于等于電容輸出電壓寬容值的所有輸出電壓矢量中，選取誤差J₂小于等于轉矩寬容值的輸出電壓矢量；在誤差J₂小于等于轉矩寬容值的所有輸出電壓矢量中，選取誤差J₃小于等于d軸電流寬容值的輸出電壓矢量；在誤差J₃小于等于d軸電流寬容值的所有輸出電壓矢量中，選取誤差J₄最小的輸出電壓矢量為所述最優輸出電壓矢量。