[发明专利]基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法及装置

权利要求书

1.基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过永磁同步电机的数学模型得出参考电压矢量

将三电平电压矢量简化为两电平电压矢量；

通过两电平电压矢量的二矢量组合及占空比得到合成矢量集合；

将合成矢量集合转化为对应的虚线l_i，并计算两电平参考电压矢量的终点到对应直线l_i的距离δ_i，将距离δ_i最小时对应的待选二矢量组合作为最优二矢量组合；所述l_i为二矢量组合终点连接而成的直线；

得到最优二矢量组合后，求解占空比。

2.根据权利要求1所述的基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，所述通过永磁同步电机的数学模型得出参考电压矢量具体包括：

通过永磁同步电机的数学模型得到永磁同步电机定子电流的状态方程；

将定子电流的状态方程结合三电平逆变器结合三电平逆变器开关状态计算电流矢量和电压矢量；

将电流矢量和电压矢量通过Clark和Park坐标变换转化到dq旋转坐标系下，利用永磁同步电机的数学模型预测下一时刻的电流矢量i_d(k+1)、i_q(k+1)；

将下一时刻的电流矢量i_d(k+1)、i_q(k+1)等效转化为参考电压矢量

将参考电压矢量经反Park变换后得到αβ坐标系下的参考电压矢量

3.根据权利要求2所述的基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，所述将三电平电压矢量简化为两电平电压矢量，包括：

将三电平逆变器的27个电压矢量大扇区分为6个相同的四边形矢量小扇区；

确定出参考电压矢量所在的四边形矢量小扇区，并将非第一四边形矢量小扇区N1的参考电压矢量全部转换到第一四边形矢量小扇区N1内；

将转换后的参考电压矢量减去中心矢量，实现三电平电压矢量简化为两电平电压矢量

4.根据权利要求3所述的基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，所述四边形矢量小扇区为大扇区平面内从-30到30°的扇区平面，每个四边形矢量小扇区夹角为60°。

5.根据权利要求3所述的基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，将非第一扇区的参考电压矢量变换到第一扇区内，具体为：

式中，为参考电压矢量，为转化到N1扇区的参考电压矢量，

分别为其在α、β轴上的分量，为的相角，U_dc为母线电压，为θ^*与扇区的函数，r^*为矢模值。

6.根据权利要求3所述的基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，通过两电平电压矢量的二矢量组合得到合成矢量集合，包括：

将四边形矢量小扇区划分分为I、II、III、IV、V和VI六个小扇区；

确定所在的小扇区；

在所在的小扇区，选择第一电压矢量，第二电压矢量{v_1x，v_2x}.得出其合成矢量为v_ix＝dv_1x+(1-d)v_2x，其中i＝1，2，…，0≤d≤1；

根据小扇区的不同选择不同的待选二矢量组合，得出其合成矢量，并组成合成矢量集合。

7.根据权利要求6所述的基于简化三电平的PMSM最优二矢量预测电流控制方法，其特征在于，将合成矢量集合转化为对应的直线l_i，所述直线l_i＝d*v_1x+(1-d)*v_2x，其中，d为占空比，v_1x、v_2x为在各自小扇区中可选择的两个矢量；d为：