考虑预测电流误差的永磁同步电机弱磁控制

摘要

针对单矢量模型预测弱磁控制设定的弱磁轨迹与理想轨迹存在偏差，且电机在弱磁区域内稳态性能较差的问题，提出考虑预测电流误差的模型预测弱磁控制策略.首先，分析预测电流误差边界、逆变器工作区域、弱磁过程之间的关联，提出预测电流误差裕度的新计算方法，将误差裕度通过PI控制器传输至参考电流，实现弱磁闭环控制，完成误差较小的弱磁轨迹设定.其次，采用模型预测切换控制对设定的弱磁轨迹进行跟踪，考虑到在弱磁过程中d轴电流为控制对象，将dq轴电流变化率同时作为切换判据，使电机在动态工况采用单矢量模型预测控制，在稳态工况采用三矢量占空比模型预测控制，实现不同工况下的切换控制.最后，搭建硬件在环仿真平台验证所提控制策略可行性，结果表明：相较于单矢量模型预测弱磁控制，所提弱磁控制策略弱磁轨迹精确度更高，在保持动态性能的前提下，电流脉动和THD分别降低50%和65%.

关键词

内置式永磁同步电机 / 模型预测控制 / 弱磁控制 / 稳态性能