【摘 要】
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有源中点钳位五电平(ANPC-5L)拓扑是一种适用于中高压变频驱动的新型拓扑结构.现有ANPC-5L逆变器悬浮电容预充电方法具有简单可靠、不需要外部充电电路等优势,但也存在开关管电压应力过大、强制互补的开关管直通等不足.针对此问题,该文提出一种悬浮电容预充电控制策略,通过在交流侧布置预充电电阻,即可实现直流侧支撑电容和桥臂内悬浮电容同时预充电,预充电过程中既可以确保支撑电容中点电位为母线电压的一半,也可以确保各桥臂悬浮电容电压为母线电压的四分之一.该文分析预充电过程的等效电路,推导预充电过程中电容电压的时
【机 构】
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海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室 武汉 430033
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有源中点钳位五电平(ANPC-5L)拓扑是一种适用于中高压变频驱动的新型拓扑结构.现有ANPC-5L逆变器悬浮电容预充电方法具有简单可靠、不需要外部充电电路等优势,但也存在开关管电压应力过大、强制互补的开关管直通等不足.针对此问题,该文提出一种悬浮电容预充电控制策略,通过在交流侧布置预充电电阻,即可实现直流侧支撑电容和桥臂内悬浮电容同时预充电,预充电过程中既可以确保支撑电容中点电位为母线电压的一半,也可以确保各桥臂悬浮电容电压为母线电压的四分之一.该文分析预充电过程的等效电路,推导预充电过程中电容电压的时域解析表达式,得出预充电电路参数设计的理论依据.通过电路仿真,对所提预充电控制策略进行了验证,同时在一台功率等级为100kW的ANPC-5L逆变器样机上对所提控制策略进行了实验验证.
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五电平整流器由于具有大功率输出能力、网侧电流谐波小的特性而被广泛应用于高压电力传输变换场合.该文以耦合电感五电平整流器为研究对象,针对传统模型预测外环采用PI控制存在的动态性能差、抗扰动能力差的问题,提出滑模模型预测控制(SMMPC)算法.首先,分析整流器的五电平产生原理,在此基础上建立外环与内环控制所需的动态方程.然后,针对该整流器详细设计滑模模型预测控制算法.最后,仿真和实验结果均表明,该滑模模型预测算法不仅保留了模型预测固定开关频率、延时误差小的优点,同时与PI模型预测控制相比,其动态响应速度与抗扰
为了解决直流充电系统中应用于Vienna整流器的有限控制集-模型预测控制(FCS-MPC)方法占用过多计算资源、影响系统性能的问题,该文提出一种结合动态事件触发规则的模型预测控制(DET-MPC)策略.该方法实时检测系统数据并计算状态误差,只有当系统状态满足事件触发条件时,才更新系统采样数据并进行下一步的模型预测控制计算,否则将保持原有开关状态以减少计算负担;通过在事件触发条件中引入动态变量,使得系统状态发生变化时,能快速调节事件触发条件,以保证系统稳态性能.为了验证所提DET-MPC方法,进行了实验对比
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