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

技术编号:17917059 阅读:70 留言:0更新日期:2018-05-10 21:05
本发明专利技术公开了一种基于准PR控制的双级矩阵变换器网侧功率因数控制方法,其特征在于:建立了双级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。本发明专利技术的有益效果:避免了旋转坐标变换,降低了计算量,可以获得与采用PI控制相同的性能;当系统参数变化时,能实现输入侧电流矢量自适应调整,从而实现网侧单位功率因数,鲁棒性较好。

【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)调制策略,根据整流本文档来自技高网...
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分量归一化的值作为闭...

【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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