[发明专利]基于固定矢量合成的PWM整流器模型预测方法和装置

摘要

本发明公开了基于固定矢量合成的PWM整流器模型预测方法和装置，根据整流器的数学模型和瞬时功率理论，求得k时刻复功率Sk和k+1时刻复功率的预测值Sk+1，以及复功率参考值Sref；根据复功率的预测值Sk+1和复功率参考值Sref，获得参考电压矢量vref；根据参考电压矢量vref，采用固定矢量合成的PWM整流器模型预测控制实现SVPWM占空比信息，得到双矢量方法的非零矢量Vx和零矢量V0′作用时间tx和t0″；根据非零矢量Vx和零矢量V0′作用时间tx和t0″，构建整流器每个开关管的驱动信号。因此，本发明能够同时满足无需大量枚举计算过程，基于固定矢量合成SVPWM，以及SVPWM和双矢量之间任意切换的功能。

主权项

1.一种基于固定矢量合成的PWM整流器模型预测方法，其特征在于，包括步骤：根据整流器的数学模型和瞬时功率理论，求得k时刻复功率Sk和k+1时刻复功率的预测值Sk+1，以及复功率参考值Sref；根据复功率的预测值Sk+1和复功率参考值Sref，获得参考电压矢量vref；根据参考电压矢量vref，采用固定矢量合成的PWM整流器模型预测控制实现SVPWM占空比信息，得到双矢量方法的非零矢量Vx和零矢量V0′作用时间tx和t0″；根据非零矢量Vx和零矢量V0′作用时间tx和t0″，构建整流器每个开关管的驱动信号；通过三相/两相变换，可以得到两相静止坐标下PWM整流器的数学公式如下：其中，e是电网侧电压矢量，i是电网侧电流矢量，R是电网侧电感的电阻，L是电感值，v经过整流器交流侧输出的电压矢量；根据瞬时功率理论电网侧复功率可表示为：需要说明的是，上式中的S可以写为Sk，即k时刻的复功率S；对复功率Sk求导并进行离散化可得k+1时刻复功率的预测值：根据功率无差拍原则得到参考电压矢量根据参考电压矢量vref，采用固定矢量V1(100)和V2(110)来合成矢量vref，得到三相初始占空比为：最后按照空间矢量调制SVM合成的占空比为：其中，dmax和dmin为da、db、dc中的最大值和最小值；根据三相占空比da′,db′和dc′的大小关系计算得到V0′，V1′和V2′及其作用时间t0′，t1′和t2′；之后，根据获得的作用时间t0′，t1′和t2′大小关系选择所需的两个矢量即非零矢量Vx和零矢量V0′，并且得到非零矢量Vx和零矢量V0′的作用时间tx和t0″；根据得到的固定矢量合成SVM占空比信息da′,db′和dc′可得关系：N＝4*(da′>＝db′)+2*(db′>＝dc′)+(dc′>＝da′)同时建立表1，可得V0′，V1′和V2′及其作用时间t0′，t1′和t2′；表1根据作用时间t0′，t1′和t2′建立表2，可得非零矢量Vx和零矢量V0′作用时间tx和t0″；表2。