Un método de control predictivo de modelo de baja frecuencia de conmutación para un motor de inducción alimentado por un inversor de 3 niveles
Autores: Huang, Jingtao; Jiang, Guangxu; Zhang, Peng; Chen, Jixin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un método de control predictivo de modelo de baja frecuencia de conmutación para un motor de inducción alimentado por un inversor de 3 niveles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Motor de inducción
Control predictivo del modelo
Inversor
Vectores de voltaje
Frecuencia de conmutación
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El modelo predictivo de control (MPC) tradicional para el motor de inducción alimentado por un inversor de tres niveles necesita explorar 27 vectores de voltaje para obtener el óptimo, lo que conduce a una alta frecuencia de conmutación y requiere demasiada computación. Para resolver este problema, se propone un control predictivo de modelo de baja frecuencia de conmutación con optimización de particiones. Primero, el vector de voltaje de referencia se puede obtener del modelo de predicción en el próximo tiempo, y el plano del vector de voltaje espacial se divide en 12 sectores para una elección de vector adicional. Además, considerando las restricciones del inversor, los vectores de voltaje candidatos se determinan según la ubicación del sector del vector de voltaje de referencia. De esta manera, los vectores candidatos pueden reducirse a 3 como máximo. Luego, se diseña un límite de círculo de frontera para evitar cambios de conmutación innecesarios. Si el vector de voltaje de referencia está dentro del límite de la frontera, los interruptores no actúan, lo que puede reducir la frecuencia de conmutación del sistema sin introducir el coeficiente de peso adicional en la función de costo. Estos vectores de voltaje seleccionados se sustituyen en la función de costo para determinar el óptimo. Finalmente, la desviación del voltaje del punto neutro se controla mediante los pequeños vectores redundantes positivos y negativos para realizar la restricción multiobjetivo sin coeficientes de peso. Los resultados de la simulación muestran que el método de control propuesto puede reducir significativamente la frecuencia de conmutación; al mismo tiempo, tanto las actuaciones dinámicas como estables pueden mantenerse bien, y la función de costo no tiene coeficientes de peso.
Descripción
El modelo predictivo de control (MPC) tradicional para el motor de inducción alimentado por un inversor de tres niveles necesita explorar 27 vectores de voltaje para obtener el óptimo, lo que conduce a una alta frecuencia de conmutación y requiere demasiada computación. Para resolver este problema, se propone un control predictivo de modelo de baja frecuencia de conmutación con optimización de particiones. Primero, el vector de voltaje de referencia se puede obtener del modelo de predicción en el próximo tiempo, y el plano del vector de voltaje espacial se divide en 12 sectores para una elección de vector adicional. Además, considerando las restricciones del inversor, los vectores de voltaje candidatos se determinan según la ubicación del sector del vector de voltaje de referencia. De esta manera, los vectores candidatos pueden reducirse a 3 como máximo. Luego, se diseña un límite de círculo de frontera para evitar cambios de conmutación innecesarios. Si el vector de voltaje de referencia está dentro del límite de la frontera, los interruptores no actúan, lo que puede reducir la frecuencia de conmutación del sistema sin introducir el coeficiente de peso adicional en la función de costo. Estos vectores de voltaje seleccionados se sustituyen en la función de costo para determinar el óptimo. Finalmente, la desviación del voltaje del punto neutro se controla mediante los pequeños vectores redundantes positivos y negativos para realizar la restricción multiobjetivo sin coeficientes de peso. Los resultados de la simulación muestran que el método de control propuesto puede reducir significativamente la frecuencia de conmutación; al mismo tiempo, tanto las actuaciones dinámicas como estables pueden mantenerse bien, y la función de costo no tiene coeficientes de peso.