三電平電壓源型PWM變換器預(yù)測電流控制.pdf

1、三電平電壓源型PWM變換器因具有電流諧波小、功率因數(shù)可控、器件承壓低、開關(guān)頻率低等優(yōu)點,在高壓大容量應(yīng)用場合中得到了廣泛應(yīng)用。對于電壓源型PWM變換器,通常含有電流內(nèi)環(huán)控制,其控制目標(biāo)主要是保證對電流的快速精確控制,盡可能減少跟蹤時間。模型預(yù)測控制因具有快速的跟蹤性能,且相比于其它控制方法,無需復(fù)雜的參數(shù)設(shè)計,無需增加調(diào)制模塊,便于在數(shù)字處理芯片中實現(xiàn),非常適于在三電平變換器的電流內(nèi)環(huán)控制中應(yīng)用。本文主要研究了三電平電壓源型PWM變換器

2、預(yù)測電流控制,并針對傳統(tǒng)方法存在著延時問題、計算量大、開關(guān)切換時交流側(cè)電壓幅值跳變過高等問題,提出了改進策略。
　　論文首先建立了三電平電壓源型PWM變換器的數(shù)學(xué)模型,并分析了直流側(cè)中點電位不平衡問題產(chǎn)生的原因。然后論文對模型預(yù)測控制原理進行了分析,在此基礎(chǔ)上建立了三電平PWM變換器預(yù)測電流控制系統(tǒng)。為消除延時帶來的預(yù)測電流控制誤差,本文采用兩步預(yù)測的方法,即需要將系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型再往前推算一步。為減少程序計算量,改進方法采用縮小開關(guān)

3、狀態(tài)選擇范圍的策略,每個周期只從開關(guān)狀態(tài)的子集中選取作用于下一周期的最優(yōu)狀態(tài)。該子集由當(dāng)前周期所采用開關(guān)狀態(tài)的相鄰狀態(tài)組成,可通過在當(dāng)前開關(guān)狀態(tài)上疊加或減去兩電平電路開關(guān)狀態(tài)組來獲得。由于該子集中的開關(guān)狀態(tài)數(shù)不超過三電平變換器所有開關(guān)狀態(tài)數(shù)的一半,所以大大減少了程序計算量。而且由于每次都是在相鄰開關(guān)之間進行切換,所以不會出現(xiàn)電壓幅值的過高跳變。
　　最后,本文搭建了三電平電壓源型PWM變換器實驗系統(tǒng),對傳統(tǒng)預(yù)測電流控制和改進預(yù)測電