[发明专利]不对称六相永磁同步电机的谐波电流控制方法

说明书

本发明公开了一种不对称六相永磁同步电机的谐波电流控制方法，包括S1：将六相永磁同步电机中的电压矢量进行解耦，分别得到dqz坐标系下的电流变量i_dq、i_dqz；S2：对所述电流变量i_dq进行FCS‑MPC控制，得到指令电压信号S3：对所述电流变量i_dqz进行PR调节器控制，得到指令电压信号S4：分别对指令电压信号进行dq逆变换、dqz逆变换，得到xy坐标系下的指令电压信号和S5：对所述指令电压信号和进行空间矢量耦合，得到耦合指令电压信号进而生成控制信号D_phs进行SPWM调制，给到逆变器从而控制电机。本发明的控制方法，实现了最小谐波电流控制，结构简单，与经典的FCS‑MPC相比,只需要添加比例谐振调节器在xy子空间，而不影响αβ电流，即添加的PR调节器不影响输出转矩的原有性能。

技术领域

本发明属于技永磁同步电机谐波电流控制术领域，更具体地，涉及一种不对称六相永磁同步电机的谐波电流控制方法。

背景技术

多相电机功率分流能力强、转矩纹波低且可容错运行，可以在高功率、大电流的应用场合表现出很好的性能，如电动汽车、全电飞机和船舰推进。在各种多相电机中，非对称六相电机具有低6次谐波转矩脉动的优点，且只需要两套三相变流器并联供电、没有任何特殊的逆变器设计，因而被广泛、深入研究。然而，在不对称六相电机中，由于xy子空间的阻抗较小，仅由定子电阻和漏感组成，所以往往存在较大的谐波电流。大的谐波电流会显著增加损耗，降低系统效率，对功率器件要求更高。

目前，有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)作为标准矢量控制的替代出现，可提高驱动系统转矩及磁链响应等性能。FCS-MPC的原理是预测可能的切换状态下的系统行为，在每个采样时刻，FCS-MPC调节器列举转换开关序列的集合，预测相应的系统响应，并使用代价函数对每个响应进行评估，选择代价最小的开关序列作为最优开关序列。但FCS-MPC仍然存在一些问题，如(1)常用方法的一个共同特点是在整个采样周期内应用单一的切换状态，但由于每个开关序列都会在αβ和xy子空间产生电压矢量，转矩/磁链的控制不可避免地会导致xy电流；(4)由于逆变器的非线性，如死区效应引入额外电压谐波。

发明内容

针对FCS-MPC控制的非对称六相永磁同步电动机，会伴随有较大的谐波电流产生，本发明提供一种不对称六相永磁同步电机的谐波电流控制方法，解决了现有方案固有的不足，实现了最小谐波电流控制。

为了解决上述问题，本发明提供一种不对称六相永磁同步电机的谐波电流控制方法，包括如下步骤：

S1：将六相永磁同步电机中的电压矢量进行解耦，分别得到dqz坐标系下的电流变量i_dq、i_dqz；

S2：对所述电流变量i_dq进行FCS-MPC控制，得到指令电压信号

S3：对所述电流变量i_dqz进行PR调节器控制，得到指令电压信号

S4：分别对指令电压信号进行dq逆变换、dqz逆变换，得到xy坐标系下的指令电压信号和

S5：对所述指令电压信号和进行空间矢量耦合，得到耦合指令电压信号进而生成控制信号D_phs进行SPWM调制，给到逆变器从而控制电机。

进一步地，步骤S3中，所述PR调节器控制包括如下步骤：

S31：计算参考电流与电流变量i_dqz的误差e，其中，

S32：对该误差e进行谐振增益，获得中间指令电压信号；

S33：对中间指令电压信号施加前馈补偿项E_dqz以进行前馈补偿，获得电机qz轴、dz轴的耦合后的指令电压信号