单相PWM整流器模型预测电流控制算法.pdf

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1、第36卷第11期中国电机工程学报Vol.36No.11Jun.5,201629962016年6月5日ProceedingsoftheCSEE©2016Chin.Soc.forElec.Eng.DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2016.11.016文章编号：0258-8013(2016)11-2996-09中图分类号：TM46单相PWM整流器模型预测电流控制算法邓知先，宋文胜，曹梦华(西南交通大学电气工程学院，四川省成都市610031)AModelPredictiveCurrentControlSchemeforSingle-phasePW

2、MRectifiersDENGZhixian,SONGWensheng,CAOMenghua(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,SichuanProvince,China)ABSTRACT:Thispaperpresentsamodelpredictivecurrent0引言controllerwithconstantswitchingfrequencyforsingle-phase单相脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，voltageso

3、urcepulsewidthmodulation(PWM)rectifiers,whichcanobtainsfastdynamicresponse,lowlinecurrenttotalPWM)变流器与传统的二极管或相控整流器相比，harmonicdistortion(THD)andunitypowerfactor.Inorderto具有网侧功率因数高、可实现能量双向流动、谐波minimizethelinecurrenterrorduringonecontrolperiod,a污染低等优点，已广泛用于家庭光伏发电系统、不virtualsynchronousrotat

4、ingd-qreferenceframeisconstructed,间断电源、铁路机车牵引等领域。对于单相PWMandtheinstantaneousvariationratesofd-axisandq-axis整流器来说，其控制目标是维持直流侧电压恒定，currentsarediscussedtopredictd-axisandq-axiscurrentsat减小网侧电流谐波含量，提高功率因数和加快系统thenextsamplinginterval.Thenamodulationfunctionis[1]derivedfromminimizingthecostfun

5、ctionwhichevaluatesthe动态响应速度。currenterror.ComparingwiththeconventionalPI-based对于众多PWM整流器控制算法，可将其大致instantaneouscurrentcontrol(ICC)approach,theproposed分为直接电流控制[2-7]和直接功率控制[1]。目前，直methodcanachieveaninherentrapiddynamicresponseof流电流控制(directcurrentcontrol，DCC)已在单相modelpredictivecontrol(MPC

6、)controllers,andobtainzeroPWM整流器中被广泛采用，其主要包括滞环控steady-stateerrors.Simulationandexperimentalresultshave[2]制、瞬态电流比例积分(proportionalintegral，PI)beenconductedtodemonstratetheeffectivenessofthe[3]proposedalgorithm.电流控制、比例谐振(proportionalresonant，PR)[4][5]电流控制、d-q坐标系电压定向电流控制、预测KEYWORDS:single-p

7、hasepulsewidthmodulation(PWM)[6-7]电流控制等。其中，滞环电流控制实现简单、系rectifiers;directcurrentcontrol;modelpredictivecontrol;zerosteady-stateerror;experiments统响应速度快，但电流谐波分布广，不利于滤波器的设计；瞬态电流PI控制可以固定开关频率，但由摘要：该文将单相电压型脉冲宽度调制(pulsewidth于网侧电流内环采用PI控制器，则存在稳态电流误modulation，PWM)整流器作为研究对象，以提升系统动态响应、维持单位