双三相永磁同步电机无差拍电流预测控制

陈瑞成，夏 帅，乐子涛

（1.中国矿业大学徐海学院，江苏徐州 221000；2.中国矿业大学，江苏徐州 221000）

引言

相较于传统三相电机，双三相永磁同步电机具有低压大功率输出、低转矩脉动、适于容错运行等诸多优势[1]。但双三相永磁同步电机谐波阻抗较小，在使用电压源型逆变器供电时，会产生幅值较大的5、7次谐波电流，若不采取有效措施，必然导致定子损耗增加，加剧电机发热并影响输出效率[2]。同时，更高的自由度也意味着更复杂的控制策略。针对双三相永磁同步电机控制系统，国内外学者进行了广泛研究。文献[3,4]提出全维电流控制的概念，采用PⅠ调节器对谐波子平面的电流进行闭环控制，但由于谐波电流为交流量，PⅠ调节器对其跟踪效果差。文献[5,6]采用准PR控制器对谐波电流进行控制，显著降低谐波畸变率，但由于基波平面采用PⅠ控制，系统动态相应速度较慢。因此，对于双三相永磁同步电机控制理论的研究虽然已经取得了多方位的进展，但考虑多目标优化的控制策略仍然是目前研究的热点。

本研究在双三相永磁同步电机四维电流PⅠ控制的基础上，提出一种基于无差拍的双三相永磁同步电机电流预测控制策略。鉴于双三相永磁同步电机在空间解耦下的数学模型，基波平面和谐波平面互不干涉，分别在基波平面上引入无差拍控制器，用以提高系统动态响应速度；在谐波平面引入PR调节器，用以抑制谐波电流，并在仿真和试验中验证该方法的有效性。……