[发明专利]基于NPC型三电平逆变器PMSM模型预测电流控制方法

权利要求书

1.一种基于NPC型三电平逆变器PMSM三矢量模型预测电流控制方法，其特征在于包括：

获取采样信息，包括通过光电编码器得到永磁同步电机的转子位置θ，并对其进行微分处理得到永磁同步电机的实际转速ω_r，将给定转速ω^*与实际转速ω_r作差、将差值输入至PI控制器获得q轴参考电流i_q^*，获取永磁同步电机k时刻三相电流i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)和逆变器输出电压u_a(k)、u_b(k)和u_c(k)，再经过坐标变换得到d-q分量电流i_d(k)、i_q(k)及d-q分量电压u_d(k)、u_q(k)，获取直流母线电流i_dc(k)、逆变器两个电容两端的电压值V_c1(k)和V_c2(k)；

在模型预测电流控制算法中，利用约束条件缩减三电平逆变器的备选电压矢量数量；

在模型预测电流控制算法的价值函数中加入权重系数，控制NPC型三电平逆变器的中点电压平衡；

根据采样信息计算得到各个电压矢量的作用时间值、基于该时间值采用三矢量模型预测电流控制算法确定三矢量控制算法的具体作用情况；

将三矢量模型预测电流控制算法得出的控制信号传输到NPC型三电平逆变器中进而对永磁同步电机进行控制；

在控制NPC型三电平逆变器的中点电压平衡时，在电流环控制算法的价值函数中加入权重系数，采用第一电压矢量选择的价值函数为：

其中，λ_dc1为控制中点平衡权重系数，v_c1(k+1)、v_c2(k+1)分别为第k+1时刻三电平逆变器两个电容两端的电压，表达式为：

其中i_{c1_opt1}(k)、i_{c2_opt1}(k)分别为第一电压矢量作用时流经三电平逆变器两个电容的电流，表达式为：

其中，当上桥臂两个开关管导通时，G_x＝1，x为a,b,c,其他状态G_x＝0，x为a,b,c；

当下桥臂两个开关管导通时，H_x＝1，x为a,b,c,其他状态H_x＝0，x为a,b,c，

采用第二电压矢量选择的价值函数为：

其中，λ_dc2为控制中点平衡权重系数，v_c1o(k+1)、v_c2o(k+1)分别为第k+1时刻三电平逆变器两个电容两端的电压，表达式为：

i_{c1_opt2}(k)、i_{c2_opt2}(k)和i_{c1_0}、i_{c2_0}分别为第二电压矢量和备选电压矢量中的零矢量作用时流经三电平逆变器两个电容的电流。