[发明专利]一种五相永磁同步电机模型预测转矩控制方法

摘要

本发明公开了一种五相永磁同步电机模型预测转矩控制方法，属于电力电子与电力传动领域中多相电机交流控制系统设计与制造，其主要步骤为：首先计算无差拍电压矢量所在的扇区，只选取该扇区内的4个电压矢量(2个中矢量+2个大矢量)作为模型预测转矩控制的输入集，做到实时更新；然后利用预测模型对输入集里的4个电压矢量进行预测计算，结合目标函数选取最优的电压矢量作为系统在下一时刻的输入。本发明方法采用模型预测转矩控制，具有优良的动态响应性能，且计算量较小，数字实现更为容易，缓解了数字芯片的压力。

主权项

1.一种五相永磁同步电机模型预测转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据扩展的派克旋转变换式将五相永磁同步电机在自然坐标系下的电压、电流、磁链、转矩物理量分别映射到d1‑q1和d3‑q3两个正交坐标系下；步骤2：对两电平五相电压源逆变器的基本空间电压矢量进行分类，并计算大、中、小电压矢量的幅值分别为：式中，UL，UM，US分别表示大、中、小电压矢量的幅值；Udc表示逆变器直流侧的母线电压大小；步骤3：根据五相电机的转矩以及磁链误差计算出无差拍电压矢量预测值，再提取出无差拍预测电压矢量的幅值及位置信息；步骤4：根据计算得到的电压矢量位置信息确定无差拍电压矢量的所在扇区；步骤5：选取无差拍电压矢量所在扇区内的4个矢量作为预测控制的输入集；步骤6：对控制集中的电压矢量进行预测评价计算，选取目标函数的最小值对应的电压矢量施加给逆变器；所述步骤3具体为：根据k时刻的转矩误差计算出所需负载角δ的变化量△δ为：Teref表示电机转速外环转矩的给定值；δ表示电机定转子磁链之间的负载角，Np表示电机极对数，Ld表示直轴电感，ψf表示永磁体的磁链，ψs表示定子磁链矢量；根据式计算出αβ坐标系下的定子磁链误差：ψsref表示基波磁链的给定值；无差拍电压矢量预测值在两相αβ静止坐标系下的分量Uα和Uβ为：最后根据式求得无差拍控制方法中电压矢量的幅值及位置信息：