[发明专利]基于简化模型预测的三相四开关逆变器永磁同步电机系统磁链控制方法

摘要

本发明公开了一种基于简化模型预测的三相四开关逆变器永磁同步电机系统磁链控制方法，通过引入偏移电压矢量概念，将电压选择的过程在不随电容电压波动而变化的理想电压矢量平面中实现，使评估函数能在正交的理想电压矢量平面中进行扇区判断，避免了复杂的三角函数计算，同时预测计算次数减少，电压矢量选择过程得到简化，系统计算负担降低。本发明的优点在于引入偏移电压矢量的概念，选择最优开关信号时消去电容电压波动的影响，算法的优化使预测计算的次数减少，系统计算负担降低，提高了系统动态响应速度，电机运行可靠。

主权项

1.一种基于简化模型预测的三相四开关逆变器永磁同步电机系统磁链控制方法，包括如下步骤：(1)采集电机的三相定子电流i_a～i_c、转子位置角θ_r、转速ω_r以及三相四开关逆变器中A相上桥臂电容电压V_C1和A相下桥臂电容电压V_C2；(2)根据步骤(1)中采集到的信息计算出电机的磁链补偿量以及磁链给定矢量(3)根据电容电压V_C1和V_C2确定偏移电压矢量V_offset，进而结合dq坐标系下的磁链给定矢量通过以下公式计算出电机在αβ坐标系下的偏移磁链误差矢量Δψ_{s,αβ|offset}；ψ_s,dq|offset＝ψ_s,dq0+(cosθ_r‑jsinθ_r)·V_offset·t_sψ_{s,αβ|offset}＝(cosθ_r+jsinθ_r)ψ_s,dq|offset其中：t_s为逆变器中功率开关器件的开关周期，ψ_s,dq0为电机在dq坐标系下的定子磁链矢量，ψ_s,dq|offset为电机在dq坐标系下的磁链误差矢量,ψ_{s,αβ|offset}为电机在αβ坐标系下的磁链误差矢量,为αβ坐标系下的磁链给定矢量，j为虚数单位；(4)根据偏移磁链误差矢量Δψ_{s,αβ|offset}从四组有效电压矢量V₁(00)、V₂(10)、V₃(11)、V₄(01)中选择一组作为最佳电压矢量，并对三相四开关逆变器施加最佳电压矢量所对应的开关信号以控制电机系统。