[发明专利]一种永磁同步电机控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机控制方法及系统，相比于传统单矢量MPC，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升，相比于现有双矢量MPC，降低了算法复杂度，减少了计算量。方法包括：采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量，并转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区；根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，合成得到合成矢量；计算静止参考电压矢量到零矢量及合成矢量的所在边的第一距离和第二距离；根据第一距离和第二距离，选择备选矢量；计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间，并控制永磁同步电机。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别是涉及一种永磁同步电机控制方法及系统。

背景技术

永磁同步电机(Permanent-Magnet Synchronous Motor，PMSM)以其功率密度高、成本低、效率高、可靠性好等优点，在电动汽车等领域得到了广泛应用。在PMSM控制系统中，共模电压会对电机绕组和电机轴承之间的绝缘产生过电压应力，共模电压的大小是衡量电磁干扰强度的重要指标。

模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)以其诸多优点被用于共模电压抑制。两电平电压源逆变器提供的八个基本电压矢量中，零矢量产生的共模电压幅值是有效矢量产生的共模电压幅值的三倍，基于MPC的共模电压抑制方法的关键在于零矢量或等效零矢量的合理使用。

虽然，传统单矢量MPC的共模电压抑制方法每个控制周期不采用零矢量，显著抑制了共模电压，但由于未使用零矢量且一个控制周期只有一个矢量，电流脉动大，稳态性能差；现有双矢量MPC中，部分算法先通过代价函数选择第一个有效矢量，第二个矢量从于第一个有效矢量相邻的矢量中选择，计算两组矢量组合作用时间后代入代价函数寻优，该类方法需多次计算寻优，算法复杂，计算量较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁同步电机控制方法及系统，相比于传统单矢量MPC，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升，相比于现有双矢量MPC，降低了算法复杂度，减少了计算量。

本发明第一方面提供一种永磁同步电机控制方法，包括：

采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；

根据机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；

将旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；

确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；

根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量；

计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离；

根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；

计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；

根据所有基本电压矢量的作用时间控制永磁同步电机。

进一步的，确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区之前，还包括：

根据静止参考电压矢量，计算得到空间位置角；

将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；

确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，包括：

根据空间位置角确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区。