为响应新世纪“碳达峰”和“碳中和”的新要求,促进具有体积小、效率高及功率因数大的永磁同步电动机在新能源场合的应用,国内外涌现出了各种新型永磁同步电动机控制算法。其中有限集模型预测磁链控制因具有原理简单、具有较好的转矩和磁链响应,且无需权重系数的调节受到了研究学者的广泛关注。但该方法仍然存在依赖永磁体磁链给定、需要准确计算参考负载角、依赖电动机参数和转速范围受到逆变器容量限制的问题。因此,针对上述问题,对永磁同步电动机模型预测磁链控制策略展开研究具有重要的意义。本文以表贴式永磁同步电动机为研究对象,研究了一种改进预测模型的宽速域三矢量模型预测磁链控制策略。针对模型预测磁链控制参考给定依赖永磁体磁链值和需要准确计算参考负载角的问题,通过数学推导,重新选择磁链控制变量。并且在基于新磁链变量模型预测磁链控制基础上,构造龙贝格扰动观测器,将未建模动态扰动和参数不匹配等集总扰动补偿到预测模型中,构成改进预测模型三矢量模型预测磁链控制,以提升系统的稳态性能。同时,在新磁链变量平面上分析了逆变器的电压和电流限制,研究了一种基于期望价值函数给定值约束直轴磁链分量补偿的弱磁方法,以进一步提升改进预测模型三矢量模型预测磁链控制的转速范围。为了验证控制策略的可行性和有效性,首先对改进预测模型的宽速域三矢量模型预测磁链控制、改进预测模型三矢量模型预测磁链控制、基于新磁链变量三矢量模型预测磁链控制及三矢量模型预测磁链控制四种策略在MATLAB/Simulink仿真软件上进行了仿真研究。其次在两电平电压源逆变器驱动的永磁同步电动机交流对拖平台上对上述四种控制策略进行了实验研究。仿真与实验表明,改进预测模型的宽速域三矢量模型预测磁链控制策略不依赖永磁体磁链的给定,无需参考负载角的计算,在电动机运行过程中具有更小的磁链分量误差和脉动,提升了模型预测磁链控制的稳态性能。同时在相同的直流母线电压下电动机具有更宽的转速范围,并能顺利实现弱磁区和非弱磁区的切换。