三相电压型脉宽调制整流器定频模型预测控制

王 涛, 吴黎明, 张 晓

(中国矿业大学 信息与电气工程学院，江苏 徐州 221008)

三相电压型脉宽调制整流器定频模型预测控制

王 涛, 吴黎明, 张 晓

(中国矿业大学 信息与电气工程学院，江苏 徐州 221008)

针对三相电压型脉宽调制(PWM)整流器有限控制集模型预测控制采样频率高、开关频率不固定的缺点，提出了一种定频模型预测控制方法。通过求解价值函数得到PWM整流器交流侧下一采样时刻所要输出的电压值，利用空间矢量脉宽调制技术输出计算得到的电压值，实现定频模型预测控制。仿真与试验结果表明：所提出的控制算法开关频率恒定，稳态电流谐波含量低，实现了整流器高功率因数运行。

脉宽调制整流器； 定频； 预测控制； 空间矢量

0 引 言

随着电力电子技术的发展，人们对电能质量的要求越来越高。可四象限运行、交流侧电流谐波含量低、直流侧电压可控、可工作于单位功率因数的三相电压型PWM整流器，已经广泛应用于电网滤波、无功补偿、交流调速、风力发电等领域[1-4]。

近年来，一种新兴的控制策略逐步运用到PWM整流器的控制中，即模型预测控制[5-10](Model Predictive Control,MPC)。MPC基于控制对象数学模型的控制策略，其利用控制对象的数学模型和电路中的已知量，预测下一时刻电路中的可控量。采用循环寻优的方式，选择使得价值函数取得最小值的控制动作作为下一时刻功率管的开关动作，具有控制效果好、鲁棒性强的优点[11]。

三相电压型PWM整流器交流侧可以输出8个电压矢量……