[发明专利]一种五桥臂的可控整流变频调速系统的模型预测控制方法

摘要

本发明公开了一种五桥臂的可控整流变频调速系统的模型预测控制方法，包括A、根据测量的相电流和转速估算感应电机的定子、转子磁链；B、预测下一采样时刻八个电压矢量对应定子磁链的绝对值、转矩、有功功率和无功功率；C、速度外环和母线电压外环采用比例积分调节器(PI)，调节器输出有功功率给定和电机磁链给定；D、通过预测值和给定值构建系统的目标函数，分别计算共享桥臂开关状态为0和1时，整流侧和逆变侧的最优目标函数，以及对应的最优开关状态组合；E、比较共享桥臂开关状态为0和1时的最优目标函数，施加较小目标函数对应的整流和逆变侧的开关组合到功率变换器。本发明适用于五桥臂整流可控的各种变频调速系统。

主权项

一种五桥臂的可控整流变频调速系统的模型预测控制方法，其特征在于，包括：步骤1分别测出三相电网电压三相电网电流三相电机电流母线电压ud和电机转速ω；步骤2在整流侧计算有功功率的给定值P*，在逆变侧计算转矩的给定值步骤3通过所述母线电压ud计算各开关状态下的电压矢量当前时刻的值；步骤4通过所述电机转速ω和所述三相电机电流估算转子磁链然后计算定子磁链其计算公式如下：ψ→r+τrdψ→rdt=Lmi→l+jωτrψ→r]]>ψ→s=LmLrψ→r+σLsi→l]]>其中，τr＝Lr/Rr为电机转子时间常数；Rr是电机的转子电阻；Lm、Lr、Ls分别为电机定转子互感、转子电感和定子电感；σ＝1‑Lm2/LsLr是电机漏感系数；步骤5在逆变侧，预测下一采样时刻所有电压矢量对应定子磁链和电磁转矩Te(k+1)，在整流侧，预测下一采样时刻有功功率P(k+1)和无功功率Q(k+1)；步骤6设计整流侧目标函数：Jg＝|P*‑P(k+1)i|+|Q*‑Q(k+1)i|,i∈{1,2,3,4；5,6,7,8}设计逆变侧目标函数：Jl=|Te*-Te(k+1)i|+λ||ψs*|-|ψ→e(k+1)|i|,i∈{1,2,3,4;5,6,7,8}]]>分别取使得整流侧目标函数和逆变侧目标函数最小化的电压矢量为最优的电压矢量，施加该电压矢量对应的开关组合到每个桥臂。