[发明专利]一种双永磁同步电机目标输出电压的获取方法与系统

说明书

本发明公开了一种双永磁同步电机目标输出电压的获取方法与系统，涉及永磁同步电机领域，其根据采集的实时状态数据获取当前时刻的定子电流分量以及各开关状态组合对应的定子电压分量；利用预设电机预测模型获取下一时刻的预测定子电流分量；并根据下一时刻的预测定子电流分量与电流分量差值得到下一时刻的定子电流分量修正值；根据下一时刻的定子电流分量修正值以及当前时刻的定子电压分量利用预设目标函数获取目标定子电压分量，本发明通过预设电机预测模型提升预测值精度、根据预测值进行闭环控制并利用预设目标函数得到目标定子电压分量的输出，解决了电机对直流母线电压的利用率相对较低以及电机在稳态运行时转速出现脉动的技术问题。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机领域，尤其涉及一种双永磁同步电机目标输出电压的获取方法与系统。

背景技术

近年来随着电动/混合动力汽车、电力机车牵引、风力发电等许多领域的迅猛发展，出现了同时对多台电机进行高性能控制的应用需求，多电机的驱动及其控制也日益成为近年研究的热点。

目前用于双永磁同步电机的五桥臂逆变器相较于传统的六桥臂逆变器，现有的逆变器调制方法已经不再适用，存在较多的问题，诸如现有的逆变器半周期调制方法，其通过一个控制周期划分为两个半个周期，在每个半周期内分别独立地控制一台电机，对另一台电机则施加零电压矢量，由于零矢量作用时间变长，导致电机对直流母线电压的利用率相对较低；另外，现有的传统模型预测方法，其采用无反馈的开环预测，由于电机模型通过电压矢量的输入进行预测会存在误差，可能会致使某些时刻做出的状态选择有误，而导致电机在稳态运行时转速出现脉动。

发明内容

为了解决电机对直流母线电压的利用率相对较低以及电机在稳态运行时转速出现脉动的技术问题，本发明提出了一种双永磁同步电机目标输出电压的获取方法，所述双永磁同步电机包括五桥臂逆变器，所述五桥臂逆变器上有若干个开关，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1：采集各电机的实时状态数据，所述实时状态数据包括：三相定子电流数据、转子磁场角度以及直流侧电压；

S2：根据实时状态数据获取当前时刻各电机在同步坐标系上的定子电流分量以及各开关状态组合对应的定子电压分量；

S3：根据当前时刻的定子电流分量以及各开关状态组合对应的定子电压分量，利用预设电机预测模型获取下一时刻各开关状态组合对应的同步坐标系上各电机的预测定子电流分量；

S4：获取当前时刻的定子电流分量与当前时刻同步坐标系上各电机定子电流分量修正值的电流分量差值，并根据下一时刻的预测定子电流分量与电流分量差值得到下一时刻各开关状态组合对应的同步坐标系上各电机的定子电流分量修正值；

S5：根据下一时刻的定子电流分量修正值以及当前时刻各开关状态组合对应的定子电压分量利用预设目标函数获取目标定子电压分量作为下一时刻各电机的输出电压。

进一步地，所述实时状态数据还包括两台电机的转子机械角速度，所述步骤S3中预设电机预测模型的公式为：

式中，n表示第n种开关状态组合，K为当前时刻，Uⁿ(k)为当前时刻各开关状态组合对应的定子电压分量，X(k)为当前时刻的定子电流分量，为下一时刻各开关状态组合对应的同步坐标系上各电机的预测定子电流分量；A、B为预设参数，所述A的获取公式为：

所述B的获取公式为：