雙級(jí)矩陣變換器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、交流調(diào)速系統(tǒng)的主要供電設(shè)備是電力變換器，而傳統(tǒng)的電力變換器一直無法克服變換器本身固有的缺陷。由于雙級(jí)矩陣變換器(Two-stage Matrix Converter，TSMC)直流側(cè)無儲(chǔ)能電容，節(jié)約成本的同時(shí)縮小了裝置體積，性能上可實(shí)現(xiàn)輸入輸出電流正弦、輸入功率因數(shù)可控且能量雙向流動(dòng)，是一種非常具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦汀熬G色”電力變換器。驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)使系統(tǒng)具有優(yōu)良傳動(dòng)性能的同時(shí)，更對(duì)電網(wǎng)無諧波污染。
　　TSMC直流側(cè)無儲(chǔ)能環(huán)節(jié)這一特點(diǎn)使

2、得整流和逆變兩級(jí)存在相互耦合的問題，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)中，變換器的輸出側(cè)電壓電流關(guān)系到電機(jī)的傳動(dòng)性能，同時(shí)輸入側(cè)電流又關(guān)系到電網(wǎng)電能質(zhì)量。然而傳統(tǒng)的空間矢量調(diào)制策略是一種近似開環(huán)控制，無法消除這種耦合影響，并且很多場(chǎng)合對(duì)電機(jī)控制性能的要求越來越高，傳統(tǒng)的控制方法已難以滿足高性能的控制需求。
　　針對(duì)上述問題，本文提出用預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)TSMC驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一體化控制，利用網(wǎng)側(cè)輸入電壓、電流、開關(guān)電路輸入側(cè)電壓、TSMC開關(guān)矩陣模型和電機(jī)定子電

3、流及轉(zhuǎn)子角速度，建立TSMC驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并離散化，依據(jù)離散數(shù)學(xué)模型建立下一時(shí)刻輸入無功功率、電機(jī)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩與各自參考值之間誤差的功能函數(shù)，以此功能函數(shù)為約束對(duì)TSMC的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行尋優(yōu)，利用最優(yōu)開關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。在確保良好網(wǎng)側(cè)性能的同時(shí)，更有效地克服了模型誤差和外部環(huán)境干擾等不確定因素所造成的影響。
　　為了驗(yàn)證文中所提方案的正確性和有效性，在理論研究的基礎(chǔ)上，用仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了方案驗(yàn)證，搭建了以FPGA為控制