控制和调制转换器的方法及转换器技术

一种控制和调制转换器的方法及转换器。该方法包括：形成包括转换器的电气系统的数学表示；提供受控变量的参考值；基于电气系统的数学表示来计算受控变量的梯度；确定在调制时段中可能的切换序列，所述切换序列限定开关被切换的顺序；针对每个可能的切换序列，基于所计算的梯度通过优化切换序列的时刻，使所提供的参考与对应的受控变量之间的误差最小化；选择具有最小误差的切换序列；以及在调制时段中应用具有对应的切换时间的切换序列，以调制可控开关。

Method and Converter of Control and Modulation Converter

【技术实现步骤摘要】
控制和调制转换器的方法及转换器
本专利技术涉及转换器的控制和调制，并且尤其涉及转换器的直接模型预测控制(MPC)。
技术介绍
转换器广泛用于控制电气负载。转换器可以用于向和从电机、负载或AC电网馈送电力。通常，当转换器用于控制马达或负载时，转换器被称为逆变器，而当用于向和从AC电网馈送电力时，被称为(并网)转换器。图1中提供了具有驱动感应马达的输出LC滤波器的两电平三相电压源逆变器的示例。电力电子系统的典型控制问题包括以下内容。例如，对于驱动电机的转换器，需要沿其参考轨迹调节定子电流。在具有中间LC滤波器的驱动系统(见图1)的情况下，还应调节滤波器电容器电压和转换器电流。此外，在稳态操作、瞬态和故障期间，应使负载电流的总谐波失真(THD)最小化。这相当于使均方根(rms)电流误差最小化。此外，对于电网侧转换器，电网电流和电压的谐波频谱应满足相关的电网规范。这意味着谐波频谱具有基频的奇数非三重整数倍的谐波，并且以恒定的切换频率操作。通常，高次谐波的幅度应很小。此外，当采用LC滤波器时，切换频率与LC滤波器谐振的频率之间的比率是极为重要的。为了使该滤波器的尺寸最小化，所提及比率应尽可能很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制和调制连接至电气系统的转换器的方法，所述转换器包括可控开关以形成离散输出电压，其中，所述方法包括：形成包括所述转换器的所述电气系统的数学表示，提供受控变量的参考值，基于所述电气系统的数学表示来计算所述受控变量的梯度，确定在调制时段中可能的切换序列，所述切换序列限定开关被切换的顺序，针对每个可能的切换序列，基于所计算的梯度通过优化所述切换序列的切换时刻，使所提供的参考与对应的受控变量之间的误差最小化，选择具有最小误差的切换序列，以及在所述调制时段中应用具有对应的切换时间的切换序列，以调制所述可控开关。

【技术特征摘要】
2017.12.07 EP 17205874.51.一种控制和调制连接至电气系统的转换器的方法，所述转换器包括可控开关以形成离散输出电压，其中，所述方法包括：形成包括所述转换器的所述电气系统的数学表示，提供受控变量的参考值，基于所述电气系统的数学表示来计算所述受控变量的梯度，确定在调制时段中可能的切换序列，所述切换序列限定开关被切换的顺序，针对每个可能的切换序列，基于所计算的梯度通过优化所述切换序列的切换时刻，使所提供的参考与对应的受控变量之间的误差最小化，选择具有最小误差的切换序列，以及在所述调制时段中应用具有对应的切换时间的切换序列，以调制所述可控开关。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述梯度的计算包括对于每个可能的开关组合的梯度的计算。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述调制时段上的切换序列每相具有一个接通切换转换和一个关断切换转换。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，对所述受控变量进行测量或估计。5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述受控变量是所述转换器的输出电流。6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，最小化所提供的参考与所述对应的受控变量之间的误差包括求解凸二次规划问题，并且所述问题的解产生所述调制时段中的切换时刻。7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述受控变量的参考值在所述调制时段的持续时间内为恒定值。8.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述受控变量的参考值在所述调制时段内为线性变化的值。9.根据前述权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯·盖尔，彼得罗斯·卡拉曼阿科什，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH