五腿AC-DC-AC变换器驱动器的故障容错模型预测控制策略

"五腿AC-DC-AC变换器馈电式异步电动机驱动器的模型预测控制方案" 本文是 IEEE Transactions on Industrial Electronics 杂志2016年7月刊上的一篇研究论文，主要探讨了五腿AC-DC-AC变换器馈电的异步电动机驱动器的模型预测控制策略。这种驱动器通常由两个反向连接的三相变换器实现，但单个半导体开关故障会导致系统失效。为了解决这一问题，文章提出了一种五腿变换器的解决方案，其中电网侧和负载侧共享一个腿，这在发生故障时可以保持系统的可控性。 然而，这种共享腿拓扑结构带来了一个固有的双重目标控制问题，即需要同时控制电网侧和负载侧，而共享腿电流的潜在增加可能损坏变换器。为了解决这个问题，论文提出了一种基于故障补偿策略（FCS）和模型预测控制（MPC）的新控制方案。该方案旨在独立控制整流子系统和逆变子系统，同时考虑到共享腿过电流的约束条件。 模型预测控制是一种先进的控制策略，它通过预测未来一段时间内的系统行为来优化当前的控制决策。在五腿变换器驱动器中，MPC允许控制器预见可能出现的电流峰值，从而预先调整控制变量，避免共享腿电流超出安全范围。结合五腿变换器的内在特性，这种控制方法可以实现对电网和电机的独立精确控制，确保在半导体开关故障情况下的稳定运行。 论文详细阐述了控制策略的数学模型、控制算法的设计以及实施过程中考虑的关键因素，如电流限制和动态响应。此外，可能还包括了仿真和实验结果，以验证所提出的控制方案的有效性和性能优势。通过这种方式，五腿AC-DC-AC变换器馈电的异步电动机驱动器能够在面对单点故障时保持高效率和可靠性，为工业应用提供了更健壮的解决方案。