基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法
本专利技术涉及一种双级矩阵变换器，尤其涉及一种基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法，属于双级矩阵变换器控制领域。
技术介绍
双级矩阵变换器(Two-StageMatrixConverter，TSMC)是在传统矩阵变换器(ConventionalMatrixConverter，CMC)的基础上衍生出来的。省去了传统交直交变换器中间的直流环节，因此变换器的功率密度得到一定的提升。除此之外，TSMC还具有能量可双向流动，输入电流正弦，输入功率因数可控等诸多优点。在电机驱动，电能质量改善和风力发电等许多领域具有很大的发展潜力。其拓扑结构分为整流级和逆变级，整流级是由六个双向开关组成的电流源型整流器，逆变级是传统的三相两电平电压源型逆变器。正由于整流级是电流源型，其输入侧电流存在由开关频率引起的高频谐波。因此，为了滤除输入电流中的高频成分，需采用LC型滤波器，以减小对网侧的高频谐波污染。目前，TSMC常采用的是双空间矢量(doublespacevectorpulsewidthmodulation，DSVPWM...
【技术保护点】
基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法，其特征在于：建立了双级式矩阵变换器输入侧电流数学模型，提出了一种网侧电流跟踪网侧电压的闭环控制方法，将网侧电压和电流归一化，采用准PR控制器实现网侧电流的归一值跟踪网侧电压的归一值，并基于根轨迹理论分析确定准PR控制器参数，从而保证系统拥有较大的稳定裕度和稳态精度，控制器的输出作为双级式矩阵变换器输入侧电流调制矢量，从而实现网侧电压与网侧电流同相位，具体如下：(1)采集三相网侧电压和三相网侧电流值，并分别对其进行3/2变换；(2)分别计算出网侧相电压和电流幅值，然后将其归一化；(3)构建网侧电流闭环控制，分别将网侧电压αβ...
【技术特征摘要】
1.基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法，其特征在于：建立了双级式矩阵变换器输入侧电流数学模型，提出了一种网侧电流跟踪网侧电压的闭环控制方法，将网侧电压和电流归一化，采用准PR控制器实现网侧电流的归一值跟踪网侧电压的归一值，并基于根轨迹理论分析确定准PR控制器参数，从而保证系统拥有较大的稳定裕度和稳态精度，控制器的输出作为双级式矩阵变换器输入侧电流调制矢量，从而实现网侧电压与网侧电流同相位，具体如下：(1)采集三相网侧电压和三相网侧电流值，并分别对其进行3/2变换；(2)分别计算出网侧相电压和电流幅值，然后将其归一化；(3)构建网侧电流闭环控制，分别将网侧电压αβ分量归一化的值作为闭环控制的给定值，将网侧电流αβ分量归一化的值作为反馈值，从而形成电流闭环控制；(4)建立变换器输入侧电流数学模型，根据所提控制结构写出网侧电流闭环控制框图；(5)基于根轨迹理论分析确定出准PR控制器参数；(6)将网侧电压αβ分量归一化的值与网侧电流αβ分量归一化的值之间的偏差分别作为两个准PR控制器的输入，准PR控制器的输出分别作为变换器输入侧电流调制矢量的αβ分量；(7)根据(6)中得到的变换器输入侧电流调制矢量的αβ分量求出整流级输入电流调制矢量的相位角，从而实现网侧单位功率因数控制(逆变级采用常规的调制)。2.如权利要求1所述的基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法，其特征在于，计算网侧相电压和电流幅值，并将其归一化，归一化的具体步骤如下：根据3/2变换得到网侧电压和电流的αβ分量，可求得网侧电压和电流的幅值：式中ish，ush(h∈(α，β))分别为网侧电流和电压在α，β轴下的分量；usm，ism分别为网侧相电压和电流幅值；进而可得网侧电压和电流归一化后的值：式中ush*，ish*分别为网侧电压和电流的归一值。3.如权利要求1所述的基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法，其特征在于，建立输入侧电流数学模型，写出网侧电流闭环控制框图，并基于根轨迹理论分析确定准PR控制器参数；首先建立变换器输入侧电流数学模型：
【专利技术属性】
技术研发人员：公铮，孙宁，张海军，孙悦昕，戴鹏，王瀚哲，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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