[发明专利]一种内置式永磁同步电机模型预测转矩控制方法

摘要

一种内置式永磁同步电机模型预测转矩控制方法：通过系统采样和电机模型，补偿数字系统延时问题，并计算电机参考转矩Te*，使其经最大转矩电流比计算得到参考电流d、q轴分量；利用电机模型和备选空间电压矢量预测相应的永磁体转矩和磁阻转矩分量以及定子磁链d、q轴分量；对电机轻重载判断并求出最优电压矢量，即当电机在重载情况下使用永磁体转矩和磁阻转矩评价函数，在轻载时使用磁链矢量评价函数；进而将所求电压矢量作用于电机。本发明通过对内置式永磁同步电机模型预测转矩控制方法在最大转矩电流比控制下转矩的产生进行分析，设计了不需要系数整定的评价函数，该方法能够使电机在重载时具有更好的转矩控制效果。

主权项

一种内置式永磁同步电机模型预测转矩控制方法，是用于内置式永磁同步电机控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采集内置式永磁同步电机第k个控制周期开始时刻的电压电流信号以及转速信号，并进行坐标变换；2)通过延时补偿模型，预测得到内置式永磁同步电机第(k+1)个控制周期开始时刻的旋转坐标系d‑q下的电流分量；3)将转速信号中的同步电机转子机械角速度ω(k)与给定转速ω*之间的差值，经PI控制器得到同步电机第k个控制周期的电磁转矩给定值Te*；根据电磁转矩给定值Te*，采用最大转矩电流比计算方法，得到旋转坐标系d‑q下电流分量的给定值id*和iq*，并据电流分量的给定值id*和iq*求出同步电机定子磁链ψs的给定值和同步电机输出转矩的给定值；4)将步骤2)预测得到的电流分量，以及内置式永磁同步电机控制系统中的逆变器中的8个电压矢量V0、V1、V2、……、V7，带入到电机预测模型中，预测出不同电压矢量Vn作用下的同步电机磁链和转矩，n＝0,1,2……7，在预测过程中，由于电压矢量V0和电压矢量V7的作用效果相同，不考虑电压矢量V0的相关计算；5)将预测出不同电压矢量Vn作用下的电机磁链和转矩，带入到评价函数中，从评价函数的计算结果中找到最小值，所述最小值所对应的逆变器电压矢量，即为最优电压矢量Vopt，并通过逆变器输出所述最优电压矢量。