[发明专利]三相四开关永磁同步电机调速系统的直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种三相四开关永磁同步电机调速系统的直接转矩控制方法，其特征在于，包括：

步骤一、利用三相四开关逆变器产生的四个不平衡电压矢量，重构出在坐标平面对称分布的六个基本电压矢量以及零电压矢量，

步骤二、获取永磁同步电机位置，并计算得到电机转速，通过滑模速度控制器得到参考转矩给定值

步骤三、获取永磁同步电机三相电流，并计算得到电机定子磁链和反馈转矩，以电机转矩和定子磁链作为控制对象，求取输出电压分量u_sq和u_sd，

步骤三中，

其中，i_sd，i_sq，ψ_sd，ψ_sq分别是两相同步旋转dq坐标系下的定子电流和磁链分量，R_s是定子电阻，L_d和L_q分别是dq轴电感，ω是转子电角速度，n_p是电机极对数，T_s是控制周期，

ΔT_e为参考转矩和反馈转矩之差，为给定参考定子磁链值，

步骤四、根据电压分量u_sq和u_sd得到参考电压矢量判断电压矢量所在扇区，以位于该扇区中的重构得到的有效电压矢量以及零矢量作为备选电压矢量，选取评价函数将备选电压矢量依次带入评价函数G中分别与参考电压矢量进行比较，通过选择使得评价函数G最小的备选电压矢量，作为最终的输出电压矢量u_i。

2.如权利要求1所述的三相四开关永磁同步电机调速系统的直接转矩控制方法，其特征在于：

步骤一中，重构出的六个电压矢量在坐标平面对称分布，依次相差60°，且幅值相等，六个电压矢量将坐标平面平分为六个扇区，分别为扇区Ⅰ、扇区Ⅱ、扇区Ⅲ、扇区Ⅳ、扇区Ⅴ、扇区Ⅵ。

3.如权利要求2所述的三相四开关永磁同步电机调速系统的直接转矩控制方法，其特征在于：

其中，扇区Ⅰ的范围是(-π/6，π/6)；扇区Ⅱ的范围是(π/6，π/2)，扇区Ⅲ的范围是(π/2，5π/6)，扇区Ⅳ的范围是(5π/6，7π/6)，扇区Ⅴ的范围是(7π/6，3π/2)，扇区Ⅵ的范围是(3π/2，11π/6)。

4.如权利要求1所述的三相四开关永磁同步电机调速系统的直接转矩控制方法，其特征在于：

步骤二中，通过转速传感器获取永磁同步电机位置θ_r，求得电机转速ω_r，以给定转速ω_r^*和反馈转速ω_r作为速度滑模控制器的输入，速度滑模控制器的输出为参考转矩

5.如权利要求4所述的三相四开关永磁同步电机调速系统的直接转矩控制方法，其特征在于：

其中，所述参考转矩的计算公式如下：

其中，c、ε和k是系数，B是摩擦系数，J是转动惯量，状态变量x₁和x₂表示为

s＝cx₁+x₂,c＞0，

fal(s,α,δ)函数表示为：