双三相永磁电机的容错型多矢量预测电流控制

摘要

为充分利用双三相永磁同步电机发生开路故障后谐波平面残存的控制自由度，并提升模型预测电流控制算法的稳态性能，提出了一种适用于双三相电机的容错型预测电流算法。通过分别在基波平面与谐波平面合成虚拟矢量，实现了基波平面与谐波平面的解耦控制；借助占空比调制技术实现了谐波平面闭环控制，驱动电机运行在最大转矩或最小铜损运行模式下，优化了电机运行效率；针对有限集模型预测控制中基波电流控制自由度受限、稳态调节精度差等问题，通过多虚拟矢量输出模式，有效提升了电机稳态性能，并保证了模型预测控制优良的动态性能。实验结果表明：相比于现有改进策略，所提控制策略在最小铜损运行模式与最大转矩运行模式下的相电流总谐波失真分别降低约44.5%和25.7%；同时，2种运行模式下的q轴电流波动分别降低约31.7%和28.0%，转矩波动分别降低约31.4%和25.1%，有效改善了故障后电机的运行品质。

关键词

双三相永磁同步电机 / 模型预测电流控制 / 开路故障 / 虚拟矢量 / 占空比调制