[发明专利]一种双三电平逆变器开绕组电机模型控制方法

权利要求书

1.一种双三电平逆变器开绕组电机模型控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，

(1)对第k时刻的电压电流转速以及磁链信号进行采样观测，通过磁链给定信号与磁链观测器估算磁链值ψ_r作差，经过PI调节器后得到定子电流d轴分量的给定值通过给定转速ω^*与编码器实际测得的转速ω做比较，定子电流q分量的给定值由PI调节器调整后可得；

(2)以定子电流d轴分量的给定值和定子电流q分量的给定值经过反Park变换数学推导，得到两相静止坐标系下α、β轴的电流给定值

(3)根据定子电流预测模型，代入不同的待选电压矢量可以得到k+1时刻的定子电流预测值；

(4)从零序电流抑制、电压越级跳变控制、中点电位平衡控制及开关频率抑制这四个方面，利用价值函数比较定子电流给定值与预测值，遴选出使价值函数最小的定子电流预测值，并将其对应的开关状态输出给两台逆变器；

(5)在第k+1个控制周期，重复步骤(1)-(4)的过程，预测k+2时刻的定子电流值，再次选取价值函数最小的定子电流预测值对应的开关状态输出给两台逆变器，以此类推，实现对双三电平逆变器开绕组电机的控制。

2.根据权利要求1所述的双三电平逆变器开绕组电机模型控制方法，其特征在于：步骤(3)中所述的定子电流预测值通过如下步骤获得，

根据电机在两相静止坐标系下的数学模型式及电压方程、磁链方程，可得电流动态等效表达式(4.1)，

式中：L_m表示定子与转子同轴等效绕组间的互感；

L_s、L_r为定子和转子绕组的自感；

R_s、R_r为定子和转子绕组电阻；

表示转子电磁时间常数；

ψ_rα、ψ_rβ分别表示转子磁链在α、β轴的分量；

u_sα、u_sβ分别表示定子电压在α、β轴的分量；

i_sα、i_sβ分别表示定子电流在α、β轴的分量；

表示漏感系数；

采用前向欧拉法对式中的定子电流进行离散化处理可得：

式中表示漏感系数，表示转子电磁时间常数；

采用模型预测电流控制，以α、β轴定子电流作为被控对象并设为价值函数的约束条件：

式中：分别表示定子电流在α、β轴的给定值；i_sα(k+1)、i_sβ(k+1)分别表示定子电流在α、β轴的预测值。

3.根据权利要求1所述的双三电平逆变器开绕组电机模型控制方法，其特征在于：步骤(4)中所述零序电流抑制和电压越级跳变控制的方法为，

建立预测选择矢量切换表，对某一时刻的电压矢量进行采样，然后利用矢量切换表对下一周期的电压矢量进行预选，按照每次电压矢量不能从“p→n”或“n→p”的原则，在离线条件下，选择零共模电压矢量作为待选电压矢量去预测系统未来的状态，完全消除双逆变器系统的零序电压和共模电压，所述零共模电压矢量是指根据双逆变器共模电压公式和零序电压公式可知，只有当两台逆变器共模电压为均为零时(即U_cm1＝U_cm2＝0)，双逆变器系统共模电压U_cm和零序电压U_zs才能同时为零，使得两台逆变器共模电压均为零的电压矢量。