【摘 要】
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模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)在电机低速大转矩负载下运行时存在电容电压波动较大的问题,限制了其在中压传动领域中的应用.高频注入法可解决该问题,但会在电机侧引入高幅值的共模电压,因 此提出飞跨电容型模块化多电平变换器(flying-capacitor modular multilevel converter,FC-MMC).在子模块电容电压均衡基础上,FC-MMC 采用多环反馈控制对各半桥臂平均电容电压、环流和输出电流进行控制,每个相单元需要 3个电
【机 构】
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天津大学电气自动化与信息工程学院,天津市 南开区 300072
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模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)在电机低速大转矩负载下运行时存在电容电压波动较大的问题,限制了其在中压传动领域中的应用.高频注入法可解决该问题,但会在电机侧引入高幅值的共模电压,因 此提出飞跨电容型模块化多电平变换器(flying-capacitor modular multilevel converter,FC-MMC).在子模块电容电压均衡基础上,FC-MMC 采用多环反馈控制对各半桥臂平均电容电压、环流和输出电流进行控制,每个相单元需要 3个电容电压外环,2 个电流内环,共需 8 个 PI(proportion integral,PI)参数,且多环控制系统的全局渐近稳定性无法证明.为此,文中建立三相FC-MMC的状态空间模型,提出状态误差反馈控制策略,对控制器的增益系数进行优化设计,并运用Lyapunov理论对闭环控制系统的稳定性进行分析.提出的方法与传统的多环PI控制相比,由于每个相单元只需要1个调节系数,避免了复杂的参数整定过程.仿真和实验结果表明,提出的控制策略具有良好的动静态响应性能.
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