[发明专利]一种六相永磁同步电机直接转矩控制方法及系统

权利要求书

1.一种六相永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括：

合成六相永磁同步电机直接转矩控制开关表的虚拟矢量；

根据电磁转矩和定子磁链的增减情况在虚拟矢量中选取备用矢量；

构建定子磁链、电磁转矩的预测模型，确定备用矢量的磁链、转矩预测值；

根据备用矢量的转矩以及磁链的预测值、给定值之间差值，确定虚拟矢量的价值函数；

根据所述价值函数最小的所述备用矢量作用于六相永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合成六相永磁同步电机直接转矩控制开关表的虚拟矢量，包括：

通过空间矢量解耦的建模方式，将电机的六相投影至基波子空间、谐波子空间和零序子空间；

获取基波子空间和谐波子空间产生的基本矢量的四种幅值：

其中，|V_L|、|V_ML|、|V_M|和|V_S|分别表示大矢量幅值、中大矢量幅值、中矢量幅值和小矢量幅值，U_dc为直流母线电压。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述合成六相永磁同步电机直接转矩控制开关表的虚拟矢量，还包括：

选取大矢量和中大矢量根据预设的作用时间合成虚拟矢量V_j，j＝1,2,3,...,12，合成公式如下：

其中，|V_αβ|和|V_xy|为虚拟矢量在基波子空间和谐波子空间的幅值；t₁和t₂为大矢量和中大矢量的作用时间，T_s为控制周期时长。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据电磁转矩和定子磁链的增减情况在虚拟矢量中选取备用矢量，包括：

建立磁链坐标系，并以各虚拟矢量为边界划分为12个扇区，每个扇区的夹角为30°，当定子磁链位于第一扇区时，根据各虚拟矢量在磁链坐标系上的投影；

当转矩的实际值偏小，磁链的实际值偏小时，选择虚拟矢量V₁、V₂、V₃为备选矢量；

当转矩的实际值偏小，磁链的实际值偏大时，选择虚拟矢量V₄、V₅、V₆为备选矢量；

当转矩的实际值偏大，磁链的实际值偏大时，选择虚拟矢量V₇、V₈、V₉为备选矢量；

当转矩的实际值偏大，磁链的实际值偏小时，选择虚拟矢量V₁₀、V₁₁、V₁₂为备选矢量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建定子磁链、电磁转矩的预测模型，包括：

在磁链坐标系ψ_x-ψ_y中，构建离散化的六相永磁同步电机数学模型，所述数学模型如下：

ψ_s(k+1)-ψ_s(k)＝V_s(k)·T_s，其中，ψ_s(k)和V_s(k)分别为k时刻的磁链值和电压值；

k+1时刻的磁链值预测值ψ_s(k+1)为：

其中，θ_vψ为电压矢量与磁链之间的夹角。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建定子磁链、电磁转矩的预测模型，包括：

同理由转矩表达式可得在k+1时刻的预测值T_e(k+1)为：

进一步计算得：

其中，p、L_d和ψ_f分别为极对数、d轴电感和永磁体磁链值，δ(k)和δ(k+1)分别为k时刻和k+1时刻磁链与旋转坐标系之间的夹角值。