[发明专利]双矢量绕组开路永磁同步电机电流预测控制方法和设备

权利要求书

1.一种基于双矢量绕组开路永磁同步电机电流预测控制方法，其特征在于，包括：

根据电流无差拍控制原理在同步旋转坐标系上计算电机参考电压矢量；

根据所述电机参考电压矢量计算得到所述电机参考电压矢量的角度，从而得到所述电机参考电压矢量的位置，根据所述电机参考电压矢量的位置确定第一逆变器的电压矢量；

根据所述第一逆变器的电压矢量与所述电机参考电压矢量计算得到第二逆变器的参考电压矢量；

再根据所述第二逆变器的参考电压矢量在其形成的矢量六边形内的位置，获得至少两个非零矢量，从而确定所述第二逆变器的候选电压矢量范围和数量；

在所述第二逆变器的候选电压矢量中进行电压矢量两两组合；计算在一个周期内每种组合两个候选电压矢量分别作用时间；

再根据所述时间计算得到预测电流；当所述预测电流目标函数的值最小，所用的预测电流所对应的电压矢量组合被选为第二逆变器的电压矢量组合；

将所述第一逆变器的电压矢量和所述第二逆变器的电压矢量组合分别输入到所述第一逆变器和所述第二逆变器。

2.根据权利要求1所述的基于双矢量绕组开路永磁同步电机电流预测控制方法，其特征在于，在所述同步旋转坐标系上的d轴、q轴和0轴的电机参考电压矢量的方程式为：

其中，u_dref,u_qref和u_0ref分别表示电机在同步旋转坐标系上d轴、q轴和0轴上的参考电压矢量；i_d,i_q和i₀分别表示电机在同步旋转坐标系上d轴、q 轴和0轴上的电流分量；i_d^*,i_q^*和i₀^*分别表示设置在同步旋转坐标系上d轴、q轴和0轴上的参考电流分量；R,L和M分别表示定子绕组电阻、自感和互感；L_d,L_q分别代表旋转坐标系下d轴、q轴上的电感分量，对于凸极电机来说，L_d＝L_q＝L；L₀＝L-2M代表零序电感；ω，θ，Ψ_f1，Ψ_f3，k分别为电角速度，转子位置角，基波转子磁链，转子磁链三次谐波分量和时间点；T_s表示采样时间。

3.根据权利要求2所述的基于双矢量绕组开路永磁同步电机电流预测控制方法，其特征在于，所述电机在d轴和q轴上的参考电压矢量经克拉克变换成两相静止坐标系的参考电压矢量的方程为：

其中，u_αref和u_βref分别表示电机在静止坐标系上α轴和β轴上的参考电压矢量；u_dref和u_qref分别表示电机在同步旋转坐标系上d轴和q轴上的参考电压矢量；θ为转子位置角。

4.根据权利要求3所述的基于双矢量绕组开路永磁同步电机电流预测控制方法，其特征在于，根据所述电机在静止坐标系上α轴和β轴的参考电压矢量，则电机参考电压矢量的位置角度的计算公式为：

其中，θ₁为所述电机参考电压矢量的位置角度；u_αref和u_βref分别表示电机在静止坐标系上α轴和β轴上的参考电压矢量。

5.根据权利要求1所述的基于双矢量绕组开路永磁同步电机电流预测控制方法，其特征在于，将第一逆变器电压矢量分布的整个平面划分为六个扇区，根据所述电机参考电压矢量的位置角度θ₁确定所在的扇区；再根据所述电机的第一逆变器的参考电压矢量u_ref距离最近的非零矢量，确定第一逆变器的电压矢量u₁。