曾 礼，杜 强，陈阳琦

(西安中车永电捷通电气有限公司,陕西 西安 710000)

0 引 言

Z源逆变器(ZSI)作为单级式DC/AC拓扑结构，不仅可以实现升压和逆变控制，而且允许直通(ST)、无需死区时间，具有电压调节范围宽、输出电压畸变小及可靠性高等优点[1]。基于ZSI改进的准Z源逆变器(qZSI)，在保留ZSI优点的同时，可以抑制起动冲击电流，减小电容电压应力[2]。通过给qZSI二极管并联可控器件构成双向qZSI，克服了qZSI轻载或电感量较小运行时，其电感电流工作于断续模式的非正常工作状态的缺点，并且还可以实现能量的双向流动[3]。当其应用于电机驱动系统时，可实现再生能量的回馈，避免能量以电阻热量或其他形式耗散。永磁同步电机(PMSM)因具有体积小、功率密度大、质量轻、效率高及运行安全可靠等优点在工业应用中正逐步替代异步电机[4-6]。将双向qZSI与PMSM相结合，可充分发挥各自的优势，提高整个传动系统的效率以及PMSM的调速范围、减小转矩低频脉动[7-10]。

有限集模型预测控制(FCS-MPC)因兼具控制原理简单、易处理系统非线性约束、动态响应快等优点，成为功率变换器及变频调速系统中倍受推崇的一种优化控制方案。FCS-MPC通过建立被控量的预测数学模型和代价函数，遍历所有开关状态来计算被控量下一时刻的值，最后采用使代价函数最小的开关状态。已有学者将FCS-MPC应用于ZSI光伏并/离网网逆变器[11]、三相四桥臂qZSI[12-13]、储能型qZSI[14]及qZSI驱动PMSM的调速系统[15-16]等，被控系统具有良好的静、动态性能。另外，对于PMSM，相较于模型预测转矩控制，模型预测电流控制代价函数的量纲一致，可避免权重系数的设计问题[17]。……