[发明专利]一种开关频率固定的VIENNA整流器电流预测控制方法

权利要求书

1.一种开关频率固定的VIENNA整流器电流预测控制方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1：在一个控制周期中，对输出侧上下电容的电压进行采样，利用PI控制器计算整流器电流内环的参考值i_d^*；

步骤2：对网侧三相电压U_a,b,c及三相输入电流i_a,b,c进行采样，经过Clark坐标变换至αβ轴，利用电流预测模型得到下一时刻的预测电流值i_α(k+1)、i_β(k+1)，结合电流内环的参考值i_d^*，确定出目标函数；

步骤3：将三相相电流的工频周期分为6个扇区，每个扇区间隔60°，利用采样得到的三相输入电流i_a,b,c确定出电流扇区，通过目标函数遍历该电流扇区内的所有电压矢量，目标函数值最小的电压矢量即为最优电压矢量V_opt；

步骤4：得到最优电压矢量V_opt后，令目标函数等于0，结合电流预测模型计算得到αβ坐标系下参考电压矢量U_α^*、U_β^*，表达式如下：

式(4)中，V_αOpt(k)和V_βOpt(k)分别是k时刻最优电压矢量在αβ坐标系下α轴和β轴的分量；

通过参考电压矢量αβ轴分量计算得到参考电压矢量的角度θ，表达式是：

步骤5：将αβ平面进一步划分为12个小扇区，根据最优电压矢量V_opt与参考电压矢量的角度θ确定出两个辅助电压矢量；扇区1重画，假设参考电压是V_ref，得到最优矢量是V₇，则选定三个电压矢量；

步骤6：利用伏秒平衡原则计算出三个电压矢量的作用时间，计算该三个电压矢量的作用时间；

步骤7：在电压空间矢量平面上V₁～V₆属于冗余小矢量，冗余小矢量的两种冗余状态分别为正小矢量与负小矢量；利用冗余小矢量的两种状态对中点电位偏移的相反作用，通过调节这对冗余小矢量的作用时间来完成整流器输出侧中点电位的平衡；

步骤8：利用SVPWM调制将矢量的作用时间转化成驱动脉冲输出到开关驱动电路，即成。

2.根据权利要求1所述的开关频率固定的VIENNA整流器电流预测控制方法，其特征在于：所述的步骤1中，具体方式为：

实际电压U_dc等于上下电容电压之和，将参考电压与实际电压U_dc的差值输入电压外环PI控制器中，根据公式(1)获得电流内环的参考值i_d^*：

式(1)中，k_p和k_i分别为电压外环PI控制器的比例增益和积分增益，s为函数中的复变量。