O-Z源逆变器驱动PMSM的改进型FCS-MPC策略

针对O-Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)控制系统,在两相旋转坐标系下,提出一种改进型的有限状态控制集模型预测电流控制(FCS-MPC)策略。首先,结合变压器特点和ZSI拓扑结构,设计一种新型O-Z源逆变器(O-ZSI),并利用状态空间平均法建立O-ZSI的动态数学模型;其次,根据O-ZSI侧电容电压闭环以及PMSM系统输出功率前补偿来获得变压器激磁电感电流参考值,其与激磁电感预测电流值构建代价目标函数用来判断是否选取直通(ST)工作状态模式,以实现对O-ZSI直流侧的升压控制;然后,在O-ZSI处于非直通(NST)工作状态模式下,通过PMSM系统的定子电流预测方程来获得O-ZSI交流侧定子电压参考值,并与逆变器的8种开关状态所对应基本定子电压构建含有激磁电感电流项的代价目标函数,选择最佳开关状态来控制PMSM,从而提高PMSM系统的控制性能以及降低在线运算量;最后,仿真结果表明,本文所提控制策略不仅能实现对O-Z源逆变器的升压,而且能使O-ZSI驱动PMSM可靠稳定运行,同时系统具有良好稳态、动态性能。

一种基于O-Z源的光伏并网逆变器

传统Z源逆变器(ZSI)存在体积大,电容电压应力高以及升压能力不突出等问题。通过使用高频变压器改进传统ZSI拓扑,提出了一种基于O-Z源的具有升降压能力的新型逆变器(O-ZSI)。其利用状态空间平均法,对新型逆变器的电路拓扑、稳态原理和动态模型进行了详细的分析,得到了该拓扑的升压比公式和传递函数;此外,比较了几种常见的Z源逆变器与所提O-ZSI之间的特性参数,结果表明O-ZSI具有更高的升压能力、更低的电容电压应力,且能够有效抑制启动冲击电流。并在此基础上建立了基于O-ZSI的单级三相光伏并网系统的试验样机,实验结果验证了O-ZSI的可行性和有效性。