【技术实现步骤摘要】
一种双三相永磁同步电机模型预测控制方法
[0001]本专利技术涉及一种双三相永磁同步电机，尤其涉及一种双三相永磁同步电机模型预测控制方法，属于电机
技术介绍
[0002]近年来，随着社会生产力的飞速发展，在很多工业驱动领域中，传动系统的可靠性要求越来越高，对控制系统的准确性和快速性要求也越来越严格。与传统三相电机相比，双三相电机(又叫做不对称六相永磁同步电机)具有输出功率大、转矩脉动小、功率密度高和容错能力强等优点，在电动飞机、汽车和舰船推进等工业中得到越来越广泛的应用。
[0003]常见的多相电机控制策略主要有基于矢量空间解耦的矢量控制、直接转矩控制和模型预测控制。其中，矢量控制与三相电机的矢量控制相类似，在α
‑
β平面使用最外层的12个最大矢量作为基本电压矢量，该控制方法可获得逆变器直流母线的最大电压利用率。但此方法忽略了多相电机的谐波平面，导致多相电机的定子电流中含有大量谐波，降低了电机系统的运行效率，周期内矢量电压唯一，存在磁链和转矩脉动波动大的缺点。模型预测控制(Model Pr...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双三相永磁同步电机模型预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立双三相电机的数学模型：对双三相电机进行Clarke变换，将电机的各变量映射到α
‑
β子平面、x
‑
y子平面和o1‑
o2子平面，并且三个子平面相互正交，得到双三相电机的Clarke
‑
Park总变换矩阵；步骤2：计算α
‑
β子平面和x
‑
y子平面空间电压矢量；步骤3：在α
‑
β平面和x
‑
y平面两个平面分别进行双平面虚拟电压矢量合成：为提高控制精度，充分利用逆变器的开关状态，将大矢量和中大矢量合成12个虚拟电压矢量，中大矢量和小矢量合成12个虚拟电压矢量，加上零矢量共25个矢量，称之为VV25；大矢量、中大矢量、小矢量按矢量长短划分，最长的为大矢量，最短的为小矢量，长度中等的为中大矢量；步骤4：设计双平面虚拟电压矢量模型预测控制的成本函数g；步骤5：分别计算α
‑
β平面、x
‑
y平面上dq轴的参考电压矢量，根据参考电压值计算参考电压幅值，并计算参考电压的相位角θ，根据相位角θ确定参考电压所在的扇区，然后选择成本函数g最小的α
‑
β平面及x
‑
y平面的合成虚拟电压矢量vv
i
、vv
i+12
；步骤6：在α
‑
β平面的合成虚拟电压矢量vv
i
、vv
i+12
产生电磁转矩，经PWM变换后驱动电机运行，在x
‑
y平面的合成虚拟电压矢量vv
i
、vv
i+12
抑制谐波电流。2.如权利要求1所述的一种双三相永磁同步电机模型预测控制方法，其特征在于，步骤1双三相电机的Clarke
‑
Park总变换矩阵T
6sr
为：式中，θ为转子电角度；根据Clarke
‑
Park总变换矩阵T
6sr
得到双三相永磁同步电机的转矩方程如式(2)所示：T
e
＝3p
n
(ψ
d
i
q
‑
ψ
q
i
d
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，i
d
、i
q
、分别表示定子电流在d、q轴上的分量，Ψ
d
、Ψ
q
分别表示磁链在d、q轴上的分量，p
n
表示电机极对数。3.如权利要求1所述的一种双三相永磁同步电机模型预测控制方法，其特征在于，步骤2的α
‑
β子平面和x
‑
y子平面空间电压矢量计算公式如下：由于六相逆变器共有64个开关状态，每个开关状态映射到α
‑
β子平面和x
‑
y子平面上的电压矢量用式(3)和式(4)表示如下：电压矢量用式(3)和式(4)表示如下：式中v、v
Z
分别表示映射到α
‑
β子平面和x
‑
y子平面上的空间电压矢量，U
dc
表示双三相电
机驱动逆变器的直流母线电压；S
a
、S
b
、S
c
、S
d
、S
e
、S
f
分别表示六个桥臂的开关状态。4.如权利要求1所述的一种双三相永磁同步电机模型预测控制方法，其特征在于，步骤3中：根据α
‑
β子平面上各矢量的幅值大小，计算大矢量、中大矢量和小矢量的作用时间，如式(6)
‑
(9)所示：vv
i
＝t1v
large
+t2v
medium
‑
large
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)t1v
small
+t2v
medium
‑
large
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)vv
i+12
＝t3v
medium
‑
large
+t4v
small
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)t3v
medium
‑
large
+t4v
large
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)式中，vv
i
是α
‑
β子平面上大矢量和中大矢量的虚拟合成矢量；vv
...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐红雨，沙鸥，王琦，许德志，
申请(专利权)人：镇江市高等专科学校，
类型：发明
国别省市：
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