电网不平衡工况下三电平直接矩阵变换器反步滑模控制策略

三电平直接矩阵变换器(three-level direct matrix converter,TLDMC)因具有高功率密度、高效率、共模电压较小等特点,在电机驱动、分布式发电、可再生能源等领域受到广泛关注.但在电网电压不平衡工况下,TLDMC输入侧的电流畸变会影响功率因数和输出侧的电能质量,降低系统的可靠性.现有的TLDMC输入闭环控制策略不能兼顾高动态响应和强鲁棒性的要求.为此,提出适用于平衡和不平衡电网电压,且无需正负序分离的TLDMC反步滑模控制策略(back-stepping sliding-mode control,BS-SMC).采用动态调制系数抑制不平衡工况下的有功功率2倍频波动,再通过消除Lyapunov导函数中的非线性项并引入滑模面作为虚拟误差来控制输入无功.经过理论和实验分析比较,结果表明所提方法相较于传统控制策略,响应速度和电能质量均得到提高.所提方法为矩阵变换器的输入控制策略提供了一种参考.