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专利号: 2020104830878
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.双级式矩阵变换器的虚拟矢量调制型模型预测算法,其特征在于该策略在逆变级通过无差拍控制将电流预测模型转换成电压预测模型,确定期望矢量的扇区,然后计算其相邻有效矢量和零矢量的价值函数,以避免在所有开关状态下遍历优化,同时构造三个虚拟矢量,计算虚拟矢量的价值函数并进行排序,选择价值函数较小的两个虚拟矢量,与整流级所选的有效矢量协调配合完成变换器开关的控制。

2.如权利要求1所述的双级式矩阵变换器的虚拟矢量调制型模型预测算法,其特征在于:将参考输出电流转化为期望输出电压;当双级式矩阵变换器带阻感负载时,利用前向欧拉法获得负载侧的离散模型:式中:io(k+1)为输出电流k+1时刻的预测值,io(k)为实际的输出电流值,uo(k)为逆变级输出电压值,Ts是开关周期,RL是负载电阻值,LL是负载电感值;

为实现对输出电流的跟踪,则下一时刻的输出电流应与下一时刻输出电流参考值相等,即:io(k+1)=ioref;对上式进行变换可得:式中:uoref(k)逆变级的期望输出电压;

获得逆变级的期望输出电压后,可以判断其所处扇区,进而选出与其相邻的两个有效矢量。

3.如权利要求1所述的双级式矩阵变换器的虚拟矢量调制型模型预测算法,其特征在于:利用与逆变级期望输出电压矢量相邻的有效矢量,结合零矢量来构建虚拟矢量,计算虚拟矢量的价值函数并进行排序,选择价值函数较小的两个虚拟矢量参与调制,具体如下:选出有效矢量Um和Un后,根据下式计算所选矢量的价值函数gim和gin:g=|iref-i(k+1)|

式中:ioref为电流参考值,i(k+1)为电流k+1采样时刻的预测值;

零矢量的价值函数gi0可以通过下式求得:

gi0=IorefRL|ioref-i(k+1)|

式中:Ioref为期望输出相电流的幅值;

进而通过下式构造虚拟矢量Uvx、Uv(x+1)、Uv(x+6),x均表示扇区值,x=1,…,6:再通过下式分别求得所构造的三个虚拟矢量的价值函数:

gv=|uoref(k)-Uv|

式中:uoref(k)为期望输出电压;

最终从三个虚拟矢量中选择价值函数最小的两个矢量参与调制。

4.如权利要求1所述的双级式矩阵变换器的虚拟矢量调制型模型预测算法,其特征在于:整流级和逆变级开关的协调配合控制,具体如下:为了改善输入和输出谐波特性,开关状态模式类似于通用SVPWM方案,在每个采样周期中应用两个不同的零矢量,降低开关次数,实现最小的开关损耗;此外,当整流器级发生换向时,总是将零矢量应用于逆变器级,这种零电流换流不仅可以简化换流过程,而且可以确保双级式矩阵变换器的安全性。