[发明专利]三相永磁同步电机的预测控制方法、装置、设备及介质

说明书

本申请公开了一种三相永磁同步电机的预测控制方法、装置、设备及介质，包括：获取三相永磁同步电机在两电平电压源逆变器下的6个有效电压矢量，并在其中选取代价函数值最小的第一筛选电压矢量；将每一个有效电压矢量平均分成三等份，进行矢量合成，得到30个虚拟电压矢量；从以上38个电压矢量中选取与第一筛选电压矢量位于同一个扇区的电压矢量，并在其中选取代价函数值最小的第二筛选电压矢量；以第二筛选电压矢量为中心，以相位差间隔60°的原则依次构建虚拟电压矢量，并从中选取代价函数值最小的第三筛选电压矢量，以对三相永磁同步电机进行控制。通过该方法不仅能够提高三相永磁同步电机的运行性能，而且，也能够降低处理器的运行负担。

技术领域

本发明涉及电力电子与电机传动技术领域，特别涉及一种三相永磁同步电机的预测控制方法、装置、设备及介质。

背景技术

三相永磁同步电机因其具有功率密度大、控制精度高、可靠性强等优点，因而被广泛应用于工业领域中。为了使得三相永磁同步电机具有较高的动态性能和稳定性能，一般是利用FCS-MPS(Finite Control Set-Model Predictive Control，有限控制集模型预测控制)方法来对三相永磁同步电机进行控制。

在FCS-MPS中，是利用三相永磁同步电机在两电平电压源逆变器下的8个基本电压矢量作为控制变量来对三相永磁同步电机进行控制，但是，此种控制方法容易使得三相永磁同步电机具有较大的转矩磁链脉动和电流谐波。为了解决这一问题，有的学者提出了虚拟电压矢量控制策略。也即，在8个基本电压矢量的基础上扩充出更多幅值和相位均相等的虚拟电压矢量，这样就相当于增加了候选电压矢量的范围，并以此来提高三相永磁同步电机的运行性能。虽然此种控制方式解决了三相永磁同步电机在运行过程中的转矩磁链脉动和电流谐波问题，但是，也极大的增加了处理器的运行负担。目前，针对这一技术问题，还没有较为有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三相永磁同步电机的预测控制方法、装置、设备及介质，以在提高三相永磁同步电机运行性能的同时，也能够降低处理器的运行负担。其具体方案如下：

一种三相永磁同步电机的预测控制方法，包括：

获取三相永磁同步电机在两电平电压源逆变器下的6个有效电压矢量，并在6个有效电压矢量中选取代价函数值最小的有效电压矢量，得到第一筛选电压矢量；

将6个有效电压矢量中的每一个电压矢量平均分成三等份，并对等分后的电压矢量进行矢量合成，得到30个虚拟电压矢量；

从30个虚拟电压矢量和6个有效电压矢量中选取与所述第一筛选电压矢量位于同一个扇区的电压矢量，得到筛选电压矢量集合；

在所述筛选电压矢量集合中选取代价函数值最小的电压矢量，得到第二筛选电压矢量；

以所述第二筛选电压矢量为中心，并以相位差间隔60°的原则依次构建虚拟电压矢量，得到6个构建虚拟电压矢量；

从6个构建虚拟电压矢量中选取代价函数值最小的电压矢量，得到第三筛选电压矢量，并将所述第三筛选电压矢量判定为所述三相永磁同步电机在下一运行时刻的目标控制电压，以对所述三相永磁同步电机进行控制。

优选的，所述获取三相永磁同步电机在两电平电压源逆变器下的6个有效电压矢量的过程，包括：

在所述三相永磁同步电机的正常运行状态下，获取所述两电平电压源逆变器所对应的8个开关状态；

根据8个开关状态获取所述三相永磁同步电机在所述两电平电压源逆变器下的8个基本电压矢量；

将8个基本电压矢量中的2个零矢量剔除，得到6个有效电压矢量。

优选的，所述在6个有效电压矢量中选取代价函数值最小的有效电压矢量，得到第一筛选电压矢量的过程，包括：