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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种施加反相转矩谐波的永磁同步电机模型预测控制方法，从转矩谐波入手，增加了与转矩谐波幅值相等但相位相反的补偿量，从而降低转矩谐波含量和电流波动。本发明通过施加与转矩谐波幅值相等但相位相反的补偿值来抑制转矩脉动，可以在不用提取转矩谐波的同时，减小电磁转矩、齿槽转矩及摩擦转矩谐波。

主权项：1.一种施加反相转矩谐波的永磁同步电机模型预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：电机的输出转矩分为三部分：电磁转矩、齿槽转矩和摩擦转矩，表示为：Tout＝Te+Tcog+Tf其中，Tout表示输出转矩，Te是电磁转矩，Tcog是齿槽转矩，Tf是摩擦转矩；根据永磁同步电机功率平衡关系： 其中，Ea、Eb、Ec分别是电机三相反电势，Ia、Ib、Ic分别是三相绕组上的电流，ωr是电机机械角速度，T0是平均电磁转矩，T6k表示转矩谐波，θe表示转子电角度，k＝1,2,3,...；使用负载转矩观测器观测电机实际输出转矩大小，同时记录速度环输出的参考转矩值；步骤2：将步骤1中记录的参考转矩值和观测电机实际输出转矩Tout进行比较得到转矩误差：ΔT＝Tref-Tout其中，ΔT是转矩误差，Tref是速度环输出的参考转矩值；转矩误差既包含电磁转矩谐波，也包含齿槽转矩谐波和摩擦转矩谐波，将转矩误差当作转矩谐波进行反相谐波输入；步骤3：电机在实际运行中dq轴电流存在一个角度差σ： 其中，id和iq是dq轴电流；因此补偿的转矩谐波量不能完全施加到q轴上；步骤4：根据电磁转矩公式： 其中，P是电机极对数，idref和iqref是dq轴参考电流，ψf是永磁体磁链，Ld和Lq是dq轴电感；补偿的反相转矩谐波值分配到dq轴上得到补偿的dq轴电流： 其中Δid和Δiq表示补偿的dq轴电流；步骤5：将步骤4中补偿的dq轴电流带入永磁同步电机电压方程中： 其中，Δud和Δuq表示补偿的dq轴电压，Rs是相电阻，ωe是电机电角速度；步骤6：将步骤5中得到的dq轴补偿电压方程离散化，得到： 其中，Δidk+1、Δiqk+1和Δidk、Δiqk分别对应下一时刻和当前时刻的dq轴补偿电流，udk和uqk分别是当下时刻的d轴和q轴电压，E是二阶单位阵，c＝-ωe，Ts是控制周期；步骤7：经过坐标变换，得到两相静止坐标系下αβ轴的补偿电压： 其中，Δuαk+1和Δuβk+1分别是α轴和β轴补偿电压，Δudk+1和Δuqk+1分别是d轴和q轴补偿电压，将Δuαk+1和Δuβk+1补偿到最优电压矢量产生的两相静止电压上。

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