永磁同步电动机三矢量模型预测电流控制策略

发布时间：2020-04-01 09:18

【摘要】：永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有结构简单、噪声低、功率密度高等优点,已在航空航天、电动汽车、电梯等领域得到了广泛地应用。该电机的控制方法亦成为了国内外学者的研究热点。模型预测控制由于具有控制思想简单、动态响应快、可实现多变量控制及便于处理非线性约束等优点,受到了越来越多学者的青睐。但传统模型预测控制策略中作用的电压矢量方向固定,幅值固定,可选电压矢量数目有限,因此存在直交轴电流脉动较大的问题。最优占空比模型预测控制策略中电压矢量幅值可调,但是电压矢量方向仍然固定,可选矢量范围具有一定局限性,且仅对交轴电流实现了无差拍控制,因而电流仍有较大的脉动。针对该问题,本文提出了一种三矢量模型预测电流控制策略,在每个扇区中用三个基本电压矢量等效地合成一个期望电压矢量,并将6个扇区中合成的6个期望电压矢量作为备选电压矢量,从而其范围能够覆盖任意方向,任意幅值,且采用直交轴电流无差拍方法计算矢量作用时间,对直交轴电流同时实现了无差拍控制。为了验证本课题所提出的三矢量模型预测电流控制策略在提高稳态性能方面的有效性,在Matlab仿真软件进行了仿真研究,且在两电平电压源逆变器实验平台进行了实验研究。仿真和实验结果均证明:相比于传统模型预测控制策略和最优占空比模型预测控制策略,所提出的矢量模型预测电流控制策略在较宽的转速范围内能够有效地减小了直交轴电流脉动,提高了系统的稳态性能。
【图文】：

示意图,电压矢量,占空比,策略

电动机三矢量模型预测电流控作用时间为i sγ T，零电压和 uq需写为：d i diu = γuq i qiu = γu定子电压直轴分量，i=1，矢量选择示意图如图 2-3所矢量幅值可调但方向依然是2u(110)3u(010)

电压矢量,合成图,矢量,策略

用时间的总和为采样周期sT ，，即s i j zT = t + t + t可解得*0 0 0 0 0) ( ( ))( ) ( qj q q q d dj s dj qi d qj di qi dj qj d q s i i k s s T ss s s s s s s s s s + + + + *0 0 0 0 0) ( ( ))( ) ( q qi q q di d s dj qi d qj di qi dj qj d q s i i k s s T ss s s s s s s s s s + + + + z s i jt = T t t算出 ti、tj、tz须在0~sT 范围内。成电压矢量合成一个虚拟的期望电 2-6 所示。从图 2-6 可以看出这 6 个期望电压矢量构成的备选正六边形的面积。2u(110)3u(010)
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM341

【参考文献】